Android Gradle学习（十）- java字节码指令集解读

一、加载与存储指令

1.1、加载常量到操作数栈

类别	指令	作用	常量范围 / 说明	Java 代码示例	字节码示例
int 常量	iconst_m1	加载 int 常量 -1	仅 -1	int a = -1;	iconst_m1 istore_1
	iconst_0	加载 int 常量 0	仅 0	int b = 0;	iconst_0 istore_2
	iconst_5	加载 int 常量 5	仅 5	int c = 5;	iconst_5 istore_3
	bipush	加载 8 位有符号 int 常量	-128~127	int d = 100;	bipush 100 istore_4
	sipush	加载 16 位有符号 int 常量	-32768~32767	int e = 2000;	sipush 2000 istore_5
	ldc	从常量池加载 int	超出sipush范围的 int	int f = 40000;	ldc #2 istore_6
long 常量	lconst_0	加载 long 常量 0L	仅 0L	long g = 0L;	lconst_0 lstore_7
	lconst_1	加载 long 常量 1L	仅 1L	long h = 1L;	lconst_1 lstore_9
	ldc2_w	从常量池加载 long	超出lconst范围的 long	long i = 1000L;	ldc2_w #3 lstore_11
float 常量	fconst_0	加载 float 常量 0.0f	仅 0.0f	float j = 0.0f;	fconst_0 fstore_13
	fconst_2	加载 float 常量 2.0f	仅 2.0f	float k = 2.0f;	fconst_2 fstore_14
	ldc	从常量池加载 float	超出fconst范围的 float	float l = 3.14f;	ldc #4 fstore_15
double 常量	dconst_0	加载 double 常量 0.0	仅 0.0	double m = 0.0;	dconst_0 dstore_16
	dconst_1	加载 double 常量 1.0	仅 1.0	double n = 1.0;	dconst_1 dstore_18
	ldc2_w	从常量池加载 double	超出dconst范围的 double	double o = 3.1415;	ldc2_w #5 dstore_20
字符串常量	ldc	从常量池加载字符串	所有字符串常量	String p = "hello";	ldc #6 astore_22

1.2、从局部变量表加载到操作数栈

数据类型	简化指令（索引 0~3）	通用指令（任意索引）	作用	Java 代码示例	字节码示例
int	iload_1	iload <n>	加载 int 变量	int q = d;（d 在索引 4）	iload_4 istore_23
long	lload_1	lload <n>	加载 long 变量	long r = i;（i 在索引 11）	lload 11 lstore_24
float	fload_2	fload <n>	加载 float 变量	float s = l;（l 在索引 15）	fload_15 fstore_26
double	dload_3	dload <n>	加载 double 变量	double t = o;（o 在索引 20）	dload 20 dstore_27
引用类型	aload_0	aload <n>	加载对象引用（如this）	Object u = this;	aload_0 astore_29
引用类型	aload_1	aload <n>	加载对象引用	String v = p;（p 在索引 22）	aload_22 astore_30

1.3、从操作数栈存储到局部变量表

数据类型	简化指令（索引 0~3）	通用指令（任意索引）	作用	Java 代码示例	字节码示例
int	istore_1	istore <n>	存储 int 值	int w = 10;	bipush 10 istore_31
long	lstore_2	lstore <n>	存储 long 值	long x = 100000L;	ldc2_w #7 lstore 32
float	fstore_3	fstore <n>	存储 float 值	float y = 5.5f;	ldc #8 fstore_34
double	dstore_0	dstore <n>	存储 double 值	double z = 9.9;	ldc2_w #9 dstore_35
引用类型	astore_1	astore <n>	存储对象引用	Object obj = new Object();	new #10 dup invokespecial #11 astore_37

1.4、宽索引指令

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
wide	扩展局部变量表索引范围	支持索引≥256 的变量	int arr[] = new int[300]; int val = arr[256];（假设 val 在索引 256）	wide iload 256 istore 38

二、运算指令

2.1、算术运算指令（对操作数栈中的数值执行算术操作）

数据类型	指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
int	iadd	加法	栈顶两 int 相加，结果入栈	int a = 2 + 3;	iconst_2 iconst_3 iadd istore_1
	isub	减法	栈顶两 int 相减，结果入栈	int b = 5 - 1;	iconst_5 iconst_1 isub istore_2
	imul	乘法	栈顶两 int 相乘，结果入栈	int c = 3 * 4;	iconst_3 iconst_4 imul istore_3
	idiv	除法	栈顶两 int 相除，结果入栈	int d = 10 / 2;	bipush 10 iconst_2 idiv istore_4
	irem	取余	栈顶两 int 取余，结果入栈	int e = 7 % 3;	bipush 7 iconst_3 irem istore_5
	ineg	取反	栈顶 int 取相反数，结果入栈	int f = -a;	iload_1 ineg istore_6
long	ladd	加法	栈顶两 long 相加，结果入栈	long g = 100L + 200L;	ldc2_w #2 ldc2_w #3 ladd lstore_7
	lsub	减法	栈顶两 long 相减，结果入栈	long h = 500L - 150L;	ldc2_w #4 ldc2_w #5 lsub lstore_9
	lmul	乘法	栈顶两 long 相乘，结果入栈	long i = 10L * 30L;	lconst_10 ldc2_w #6 lmul lstore_11
float	fadd	加法	栈顶两 float 相加，结果入栈	float j = 2.5f + 1.5f;	ldc #7 ldc #8 fadd fstore_13
	fsub	减法	栈顶两 float 相减，结果入栈	float k = 5.0f - 2.3f;	fconst_5 ldc #9 fsub fstore_14
double	dadd	加法	栈顶两 double 相加，结果入栈	double l = 3.14 + 2.71;	ldc2_w #10 ldc2_w #11 dadd dstore_15
	ddiv	除法	栈顶两 double 相除，结果入栈	double m = 10.0 / 3.0;	ldc2_w #12 ldc2_w #13 ddiv dstore_17

2.2、位运算指令（对操作数栈中的整数执行位操作）

数据类型	指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
int	ishl	左移	栈顶两 int，低位移高，结果入栈	int n = 8 << 2;	bipush 8 iconst_2 ishl istore_19
	ishr	算术右移	带符号右移，高位补符号位	int o = -8 >> 2;	bipush -8 iconst_2 ishr istore_20
	iushr	逻辑右移	无符号右移，高位补 0	int p = 8 >>> 2;	bipush 8 iconst_2 iushr istore_21
	iand	按位与	栈顶两 int 按位与，结果入栈	int q = 3 & 5;	iconst_3 iconst_5 iand istore_22
	ior	按位或	栈顶两 int 按位或，结果入栈	int r = 3 | 5;	iconst_3 iconst_5 ior istore_23
	ixor	按位异或	栈顶两 int 按位异或，结果入栈	int s = 3 ^ 5;	iconst_3 iconst_5 ixor istore_24
long	lshl	左移	栈顶两 long 左移，结果入栈	long t = 4L << 3;	lconst_4 iconst_3 lshl lstore_25
	land	按位与	栈顶两 long 按位与，结果入栈	long u = 0x0FL & 0xF0L;	ldc2_w #14 ldc2_w #15 land lstore_27

2.3、比较运算指令（比较操作数栈中的值，结果用于控制流转）

数据类型	指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
int	if_icmpeq	相等则跳转	比较两 int，相等则跳转到指定偏移量	if(a == b) { ... }	iload_1 iload_2 if_icmpeq 30
	if_icmpne	不等则跳转	比较两 int，不等则跳转	if(a != b) { ... }	iload_1 iload_2 if_icmpne 40
	if_icmplt	小于则跳转	比较两 int，前者小于后者则跳转	if(a < b) { ... }	iload_1 iload_2 if_icmplt 50
	if_icmpgt	大于则跳转	比较两 int，前者大于后者则跳转	if(a > b) { ... }	iload_1 iload_2 if_icmpgt 60
long	lcmpeq	相等则跳转	比较两 long，相等则跳转	if(g == h) { ... }	lload_7 lload_9 lcmpeq 70
float	fcmpl	比较后压栈	比较两 float，结果（-1/0/1）入栈（NaN 视为小于）	if(j < k) { ... }	fload_13 fload_14 fcmpl iflt 80
	fcmpg	比较后压栈	比较两 float，结果（-1/0/1）入栈（NaN 视为大于）	if(j > k) { ... }	fload_13 fload_14 fcmpg ifgt 90
引用类型	if_acmpeq	引用相等则跳转	比较两对象引用，地址相同则跳转	if(obj1 == obj2) { ... }	aload_28 aload_29 if_acmpeq 100
	if_acmpne	引用不等则跳转	比较两对象引用，地址不同则跳转	if(obj1 != obj2) { ... }	aload_28 aload_29 if_acmpne 110

三、对象操作指令

3.1、对象创建与初始化指令

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
new	创建类实例	在堆中分配对象实例空间，返回对象引用（未初始化）	Person p = new Person();	new #2 <Person> dup invokespecial #3 <Person.<init>> astore_1
invokespecial	调用构造方法	用于初始化对象（调用<init>方法）	隐含在new表达式中	同上（invokespecial为构造方法调用）

3.2、字段访问指令

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
getfield	获取对象实例字段值	从对象中读取实例变量的值	String name = p.name;	aload_1 getfield #4 <Person.name> astore_2
putfield	设置对象实例字段值	向对象的实例变量写入值	p.age = 20;	aload_1 bipush 20 putfield #5 <Person.age>
getstatic	获取类静态字段值	读取类的静态变量（类级变量）	int count = Person.total;	getstatic #6 <Person.total> istore_3
putstatic	设置类静态字段值	写入类的静态变量	Person.total = 100;	bipush 100 putstatic #6 <Person.total>

3.3、数组操作指令

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
newarray	创建基本类型数组	用于创建 int、float 等基本类型数组	int[] arr = new int[5];	iconst_5 newarray int astore_4
anewarray	创建引用类型数组	用于创建对象数组（如 String []）	String[] strs = new String[3];	iconst_3 anewarray #7 <java/lang/String> astore_5
multianewarray	创建多维数组	用于创建二维及以上数组	int[][] matrix = new int[2][3];	iconst_2 iconst_3 multianewarray #8 <[[I> 2 astore_6
arraylength	获取数组长度	将数组长度压入操作数栈	int len = arr.length;	aload_4 arraylength istore_7
iaload	读取 int 数组元素	从 int 数组指定索引读取值	int val = arr[0];	aload_4 iconst_0 iaload istore_8
iastore	写入 int 数组元素	向 int 数组指定索引写入值	arr[1] = 100;	aload_4 iconst_1 bipush 100 iastore
aaload	读取引用数组元素	从对象数组指定索引读取引用	String s = strs[0];	aload_5 iconst_0 aaload astore_9
aastore	写入引用数组元素	向对象数组指定索引写入引用	strs[1] = "hello";	aload_5 iconst_1 ldc #9 <hello> aastore

3.4、类型检查指令

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
instanceof	检查对象类型	判断对象是否为指定类的实例，结果（1/0）入栈	boolean isPerson = obj instanceof Person;	aload_10 instanceof #2 <Person> istore_11
checkcast	类型转换检查	确保对象可转换为目标类型，失败抛 ClassCastException	Person p2 = (Person) obj;	aload_10 checkcast #2 <Person> astore_12

四、方法调用与返回指令

4.1、方法调用指令

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
invokestatic	调用静态方法	调用类的静态方法（无实例参与），属于静态绑定	Math.max(3, 5);	iconst_3 iconst_5 invokestatic #2 <java/lang/Math.max>
invokespecial	调用特殊方法	用于调用构造方法（<init>）、私有方法、父类方法，属于静态绑定	super();（构造方法中）	aload_0 invokespecial #3 <java/lang/Object.<init>>
			this.privateMethod();	aload_0 invokespecial #4 <Person.privateMethod>
invokevirtual	调用实例方法	调用对象的实例方法（非私有、非构造方法），支持动态绑定（多态）	p.getName();	aload_1 invokevirtual #5 <Person.getName>
invokeinterface	调用接口方法	调用接口中定义的方法，动态绑定到实现类	list.add("item");	aload_2 ldc #6 <item> invokeinterface #7 <java/util/List.add> 2
invokedynamic	调用动态方法	支持动态语言特性（如 Lambda 表达式），绑定逻辑由引导方法决定	Runnable r = () -> {};	invokedynamic #8 <run, BootstrapMethod #0>

4.2、方法返回指令

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
return	无返回值返回	用于void方法，无值返回	void greet() { return; }	return
ireturn	返回 int 类型	从方法返回 int 值（包括 boolean、byte、char、short 的包装返回）	int getAge() { return 20; }	bipush 20 ireturn
lreturn	返回 long 类型	从方法返回 long 值	long getTimestamp() { return 123456L; }	ldc2_w #9 lreturn
freturn	返回 float 类型	从方法返回 float 值	float getScore() { return 95.5f; }	ldc #10 freturn
dreturn	返回 double 类型	从方法返回 double 值	double getPrice() { return 19.99; }	ldc2_w #11 dreturn
areturn	返回引用类型	从方法返回对象或数组引用	String getName() { return name; }	aload_0 getfield #12 <Person.name> areturn

五、控制转移指令

5.1、条件分支指令（基于比较结果跳转）

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
int 值比较	if_icmpeq	两 int 相等则跳转	if(a == b) { ... }	iload_1 iload_2 if_icmpeq 20
	if_icmpne	两 int 不等则跳转	if(a != b) { ... }	iload_1 iload_2 if_icmpne 30
	if_icmplt	前 int < 后 int 则跳转	if(a < b) { ... }	iload_1 iload_2 if_icmplt 40
	if_icmpgt	前 int > 后 int 则跳转	if(a > b) { ... }	iload_1 iload_2 if_icmpgt 50
	if_icmple	前 int <= 后 int 则跳转	if(a <= b) { ... }	iload_1 iload_2 if_icmple 60
	if_icmpge	前 int >= 后 int 则跳转	if(a >= b) { ... }	iload_1 iload_2 if_icmpge 70
引用比较	if_acmpeq	两引用相等则跳转	if(obj1 == obj2) { ... }	aload_3 aload_4 if_acmpeq 80
	if_acmpne	两引用不等则跳转	if(obj1 != obj2) { ... }	aload_3 aload_4 if_acmpne 90
栈顶值判断	ifeq	栈顶 int 为 0 则跳转	if(flag == 0) { ... }	iload_5 ifeq 100
	ifne	栈顶 int 不为 0 则跳转	if(flag != 0) { ... }	iload_5 ifne 110
	iflt	栈顶 int < 0 则跳转	if(count < 0) { ... }	iload_6 iflt 120
	ifgt	栈顶 int > 0 则跳转	if(count > 0) { ... }	iload_6 ifgt 130
null 判断	ifnull	引用为 null 则跳转	if(obj == null) { ... }	aload_3 ifnull 140
	ifnonnull	引用非 null 则跳转	if(obj != null) { ... }	aload_3 ifnonnull 150

5.2、无条件分支指令（直接跳转）

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
goto	无条件跳转到指定偏移量	短偏移量跳转（16 位偏移）	loop: { ...; goto loop; }	goto 5（跳转到偏移量 5）
goto_w	无条件跳转到宽偏移量	长偏移量跳转（32 位偏移，支持更大范围）	大型循环或跳转距离远时	goto_w 1000（跳转到偏移量 1000）

5.3、多分支跳转指令（switch 语句专用）

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
tableswitch	连续 case 值的多分支跳转	适用于 case 值连续的 switch，通过索引表快速定位	switch(a) { case 1: ...; case 2: ...; }	tableswitch 1: 20 2: 30 default: 40
lookupswitch	离散 case 值的多分支跳转	适用于 case 值不连续的 switch，通过查找表匹配	switch(b) { case 10: ...; case 200: ...; }	lookupswitch 10: 50 200: 60 default: 70

5.4、异常处理指令

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
athrow	抛出异常	将操作数栈顶的异常对象抛出	throw new Exception();	new #8 <java/lang/Exception> dup invokespecial #9 <Exception.<init>> athrow

六、栈操作与同步指令

6.1、栈操作指令（直接操作操作数栈）

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
pop	弹出栈顶 1 个元素	用于清理操作数栈中不再使用的单元素（如 int、float、引用）	临时变量运算后清理	iconst_1 iconst_2 iadd pop（丢弃结果）
pop2	弹出栈顶 2 个元素	用于清理占 2 个 Slot 的元素（long、double）或连续 2 个单元素	清理 long 类型临时值	lconst_1 pop2（丢弃 long 值）
dup	复制栈顶 1 个元素并压入栈	复制单元素（如 int、引用），栈深度 + 1	对象创建时复制引用	new #2 <Person> dup（复制对象引用）invokespecial #3 <Person.<init>>
dup_x1	复制栈顶元素并插入到下方第 2 个元素前	调整栈结构，复制后顺序：[原栈顶 - 1, 复制值，原栈顶]	复杂运算时调整操作数顺序	iconst_1 iconst_2 dup_x1（栈变为 [1,2,1]）
dup_x2	复制栈顶元素并插入到下方第 3 个元素前	支持下方是单元素或 long/double（占 2 个 Slot）	多操作数调整	iconst_1 iconst_2 iconst_3 dup_x2（栈变为 [1,3,2,3]）
dup2	复制栈顶 2 个元素并压入栈	复制 long/double 或两个单元素，栈深度 + 2	复制 long 类型值	lconst_1 dup2（栈变为 [1L,1L]）
dup2_x1	复制栈顶 2 个元素并插入到下方第 3 个元素前	调整包含 long/double 的栈结构	复杂 long 运算调整	lconst_1 iconst_2 dup2_x1（栈变为 [1L,2,1L]）
dup2_x2	复制栈顶 2 个元素并插入到下方第 4 个元素前	最灵活的双元素复制指令	多类型混合调整	iconst_1 lconst_2 dup2_x2（栈变为 [1,2L,1,2L]）
swap	交换栈顶两个单元素	仅用于两个单元素（如 int、引用），不支持 long/double	交换操作数顺序	iconst_1 iconst_2 swap（栈变为 [2,1]）

6.2、同步指令（实现 synchronized 同步）

指令	作用	说明	Java 代码示例	字节码示例
monitorenter	获取对象监视器锁	进入同步块时获取锁，同一时间仅一个线程可获取	synchronized(obj) { ... }	aload_1 monitorenter
monitorexit	释放对象监视器锁	退出同步块时释放锁，确保锁最终会被释放（包括异常路径）	同步块结束处	monitorexit