深入理解Java字节码：方法调用详解

在本篇文章中，我们将深入探讨Java字节码中的方法调用细节，特别是如何通过字节码来实现方法间的参数传递和调用。本文基于Mahmoud Anouti的文章，原文链接：https://dzone.com/articles/introduction-to-java-bytecode。

### 方法调用机制

在之前讨论的示例中，程序只有一个`main`方法。为了展示更复杂的情况，假设我们需要对变量`c`进行更复杂的计算，并将这部分逻辑封装在一个名为`calc`的新方法中。以下是`calc`方法的实现及其对应的字节码表示：


让我们看看生成的字节码：


与之前的`main`方法相比，唯一的不同在于使用了`invokestatic`指令来调用静态方法`calc`，而不是直接使用`iadd`指令。这里的关键点是，操作数栈包含了传递给`calc`方法的两个参数。这意味着，在调用方法时，需要将所有被调方法所需的参数按正确顺序压入操作数栈顶部。`invokestatic`（或类似的调用指令）随后会从栈中弹出这些参数，并为被调用方法创建一个新的栈帧，将参数放入其局部变量数组中。

通过查看地址信息，我们还注意到`invokestatic`指令占用了3个字节，从地址6跳到9。这是因为与我们之前见到的所有指令不同，`invokestatic`包含两个额外的字节来构建对被调用方法的引用（除了操作码）。`javap`工具将这个引用显示为`#2`，这是`calc`方法的符号引用，由前面提到的常量池解析。

### `calc`方法的字节码分析

`calc`方法的字节码首先将第一个整型参数加载到操作数栈顶（`iload_0`）。接下来的指令`i2d`通过扩展转换将其转换为`double`类型，替换掉操作数栈顶的值。

接下来的指令将一个`double`类型的常量`2.0d`（从常量池中获取）压入操作数栈。然后调用静态方法`Math.pow`，此时栈顶的两个操作数作为其参数（即`calc`方法的第一个参数和常量`2.0d`）。当`Math.pow`方法返回时，其结果会被存储在调用方的操作数栈中，如下图所示：


同样的过程适用于计算`Math.pow(b, 2)`：


接下来的指令`dadd`从栈顶取出两个中间计算结果，执行加法运算，并将结果放回栈顶。最后，`invokestatic`在求和结果上再次调用`Math.sqrt`，并使用缩小转换将`double`类型转换为`int`类型（`d2i`）。生成的整数返回到`main`方法中，并存储回变量`c`（`istore_3`）。

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