模板解释器

解释器体系

void cppInterpreter::work(){for(int i=0;i<bytecode.length();i++){switch(bytecode[i]){case ISTORE_0:int value = operandStack.pop();localVar[0] = value;break;case IADD:int v1 = operandStack.pop();int v2 = operandStack.pop();int res = v1+v2;operandStack.push(res);break;....}}}C++解释器使用C++语言模拟字节码的执行：iadd是两个数相加，字节码解释器从栈上pop两个数据然后求和，再push到栈上。如果是模板解释器就完全不一样了。

class TemplateInterpreter: public AbstractInterpreter {protected:static address _throw_ArrayIndexOutOfBoundsException_entry;static address _throw_ArrayStoreException_entry;static address _throw_ArithmeticException_entry;static address _throw_ClassCastException_entry;static address _throw_NullPointerException_entry;static address _throw_exception_entry;static address _throw_StackOverflowError_entry;static address _remove_activation_entry;static address _remove_activation_preserving_args_entry;static EntryPoint _return_entry[number_of_return_entries];static EntryPoint _earlyret_entry;static EntryPoint _deopt_entry[number_of_deopt_entries];static address _deopt_reexecute_return_entry;static EntryPoint _safept_entry;static DispatchTable _active_table;static DispatchTable _normal_table;static DispatchTable _safept_table;static address _wentry_point[DispatchTable::length];...};TemplateInterpreter包含各种机器代码入口，例如字节码对应的机器代码模板（_normal_table）、退优化的机器代码（_deopt_entry）、常见异常发生时的机器代码（_throw_X）。除此之外，TemplateInterpreter继承自AbstractInterpreter，也包含一些机器代码入口，如代码清单5-3所示。

class AbstractInterpreter: AllStatic {protected:static StubQueue* _code;static bool _notice_safepoints;static address _native_entry_begin;static address _native_entry_end;// 方法入口点static address _entry_table[number_of_method_entries];static address _cds_entry_table[number_of_method_entries];static address _slow_signature_handler;static address _rethrow_exception_entry;...};如代码清单5-3所示，抽象解释器中包含普通方法入口的机器代码（_entry_table）、CDS方法入口的机器代码（_cds_entry_table）、第4章提到的处理解释器与JNI调用约定的机器代码（_slow_signature_handler）等。_entry_table等价于代码清单5-1中的for-switch，也就是说，模板解释器把“遍历方法字节码然后逐个执行”这一过程也写成了机器代码。

机器代码片段

class StubQueue: public CHeapObj<mtCode> {private:StubInterface* _stub_interface; // 沟通Stub和StubQueue的接口address _stub_buffer; // 存放机器的地方（buffer）int _buffer_size; // buffer大小int _buffer_limit; // buffer大小限制int _queue_begin; // 队列开始int _queue_end; // 队列结束int _number_of_stubs; // 机器代码片段个数Mutex* const _mutex;public:StubQueue::StubQueue(...) : _mutex(lock) {intptr_t size = align_up(buffer_size, 2*BytesPerWord);BufferBlob* blob = BufferBlob::create(name, size);if( blob == NULL) {vm_exit_out_of_memory(...);}_stub_interface = stub_interface;_buffer_size = blob->content_size();_buffer_limit = blob->content_size();_stub_buffer = blob->content_begin();_queue_begin = 0;_queue_end = 0;_number_of_stubs = 0;}};StubQueue是code/stubs中的一个结构。它抽象出一个存放机器代码片段的队列，当模板解释器的生成器生成机器代码时会将代码片段放入该队列。StubQueue只是一个队列抽象，真正存放机器代码的片段是_stub_buffer，它由BufferBlob::create()创建。

CodeCache

void CodeCache::initialize() {... // 开启分段CodeCache，将运行时生成的代码片段按类别放到三个区域if (SegmentedCodeCache) {initialize_heaps();} else {... // 不开启分段CodeCache，所有运行时生成的代码片段都放到一个区域add_heap(rs, "CodeCache", CodeBlobType::All);}// 初始化指令缓存刷新模块（ICache Flush）icache_init();// * Windows上为CodeCache中的运行时生成的代码注册结构化异常处理（SEH）os::register_code_area((char*)low_bound(), (char*)high_bound());}CodeCache区域的最大空间可以用-XX:ReservedCodeCacheSize=<val>指定。

指令缓存刷新

void ICacheStubGenerator::generate_icache_flush(...) {...// 如果待清理的内存地址为0，则跳过清理__ testl(lines, lines);__ jcc(Assembler::zero, done);// 禁止CPU指令重排序（只能使用mfence屏障）__ mfence();// 否则清理[0，ICache::line_size]内存地址范围内的缓存行__ bind(flush_line);__ clflush(Address(addr, 0)); // 底层是x86的clflush实现__ addptr(addr, ICache::line_size);__ decrementl(lines);__ jcc(Assembler::notZero, flush_line);// 禁止CPU指令重排序__ mfence();// 清理完成__ bind(done);__ ret(0);*flush_icache_stub = (ICache::flush_icache_stub_t)start;}x86上指令缓存刷新是由clflush指令实现的，该指令是唯一一个必须配合使用mfence的指令。

本文给大家讲解的内容是详细讨论解释器的内部构造和解释执行过程