Владимир Цишевский - Java как центр архипелага

как об®екты);

- returnAddress - четырехбайтный адрес возврата из метода.

Спецификации Java-машины не описывают внутренней структуры об-

®ектов. В реализации Sun Microsystems значение типа object ука-

зывает на описатель, хранящий две ссылки - на таблицу методов и

на данные об®екта. Возможны и другие представления.

Java-машина является 32-разрядной. Более длинные значения

(long, double) представляются как пара четырехбайтных величин.

Не оговоривается, в каком порядке располагаются элементы пары;

более того, верификатор байт-кодов обязан выявлять и отвергать

программы, пытающиеся "вручную" составлять длинные значения.

4.2.2.2. Регистры

В Java-машине должны поддерживаться следующие регистры:

- pc - счетчик команд; указывает на код операции для команды,

которая будет выполняться следующей.

- vars - базовый регистр для доступа к локальным переменным те-

кущего метода.

- optop - указатель на вершину стека операндов. Java-машина яв-

ляется стековой, поэтому основная часть команд берет операнды

из стека и туда же помещает результат.

- frame - указатель на структуру, содержащую окружение времени

выполнения.

В свою очередь, окружение времени выполнения используется для

реализации трех целей: динамической загрузки, возврата из мето-

дов и обработки исключительных ситуаций.

Для обеспечения динамической загрузки, окружение времени выпол-

нения содержит ссылки на таблицу сивмолов текущего метода и те-

кущего класса. Перед началом выполнения метода выполняется ре-

дактирование его внешних связей (настройка ссылок на внешние

методы и внешние данные). Подобная поздняя настройка ссылок де-

лает сгенерированный код устойчивым по отношению к изменениям

во внешних классах.

Для обеспечения нормального возврата из методов выполняется

восстановление регистрового окружения вызывающего метода.

Для обработки исключительных ситуаций Java-машина выполняет

проход по стеку вызова методов и отыскивает самую внутреннюю

конструкцию catch, обрабатывающую случившееся событие.

В принципе окружение времени выполнения может содержать допол-

нительную информацию, необходимую, например, для отладки, но в

спецификациях Java-машины это оставлено на усмотрение авторов

реализации.

4.2.2.3. Сбор мусора

Для создания об®ектов во время выполнения выделяется область

динамической памяти. Язык Java рассчитан на то, что эту область

обслуживает сборщик мусора, поскольку в языке нет средств для

освобождения памяти. Как именно работает сборщик мусора, опре-

деляется реализацией Java-машины.

4.2.2.4. Система команд Java-машины

Команда Java-машины состоит из однобайтного кода операции, за

которым следуют операнды (если таковые имеются). Можно выделить

следующие группы команд:

- команды загрузки констант и переменных в стек операндов. Для

каждого типа данных имеются свои команды загрузки. Например,

команда с кодом операции dload и операндом, задающим смещение,

загружает в стек из локальной переменной вещественное число

двойной точности, а команда aload делает то же для ссылки на

об®ект.

- команды запоминания данных из стека в локальных переменных.

- команды управления массивами. Например, команда newarray с

операндом, задающим тип элементов, извлекает из стека требуемый

размер массива, создает его и помещает в стек ссылку на массив.

Отметим, что для создания массивов с элементами-об®ектами слу-

жит другая команда, anewarray. За счет подобной специализации

достигается эффективность интерпретации Java-программ.

- команды работы со стеком. К этой группе относятся команды,

которые удаляют, дублируют, меняют местами верхние элементы

стека операндов, а также выполняют другие, более сложные мани-

пуляции со стеком.

- арифметические команды. Операнды извлекаются из стека; туда

же помещается результат.

- логические команды (сдвиг, и, или, исключающее или).

- команды преобразования к другому типу.

- команды передачи управления. Например, в команде jsr (переход

на подпрограмму) операндом служит относительный адрес перехода;

адрес команды, следующей за jsr, помещается на вершину стека

операндов. Имеются команды для реализации переключателей.

- команды возврата из функции. Для возврата результатов разных

типов используются команды с разными кодами операции. Кроме то-

го, имеется команда breakpoint, которая останавливает нормаль-