总结call_stub()中的几个重要参数

水深无声 2023-02-16 04:08 39阅读 0赞

接着上一篇日志，先回顾下Java主函数调用时必须执行的call\_stub函数：

static CallStub call_stub()
    {
        return (CallStub)(castable_address(_call_stub_entry);
    }

castable\_address是一个函数，展开后返回的是address\_word类型，其最终原型就是unsigned int，\_call\_stub\_entry也是unsigned int类型，指向了某个内存地址。返回值最终会被类型转换为CallStub类型的函数指针，总的来说，call\_stub（）函数的调用逻辑就是，在JVM初始化时，便会让\_call\_stub\_entry（unsigned int类型） 指向某一内存区域，接着类型转换成CallStub自定义的函数指针，最后返回，JVM将call\_stub（）的返回值函数指针作为函数调用。CallStub的结构上一篇日志有写，一个有八个参数，其中result\_val\_address返回值地址，result\_type返回值类型和size\_of\_parameters入参数量，这些比较简单，而link连接器、Java方法对象method（）、调用Java方法的入口函数entry\_point以及方法参数集合parameters等对于JVM调用Java方法来说十分重要。

## link连接器 ##

先来看看link类型的结构，连接器起到连接的作用，建立调用函数和被调用函数之间的连接，例如main（）函数里调用了run（）函数，则连接器为其建立连接，让它们之间可以完成传参，入参，返回等操作。

class JavaCallWrapper: StackObj {
    	friend class VMStruct;
    	private:
    	JavaThread*	_thread;
    	JNIHandleBlock*	_handles;
    	methodOop	_callee_method;
    	oop	_receiver;
    	JavaFrameAnchor	_anchor;
    	JavaValue*	_result;
    };

JavaThread标识的显然就是当前Java方法线程，\_handles表示的是调用句柄，句柄就是Java中的引用，这里不详细解释。\_callee\_method指的是调用者的方法对象，\_receiver是被调用者，\_anchor，线程堆栈，\_result很容易知道就是方法的返回值。通过link建立连接后的调用者和被调用这，例如main（）函数里调用run（）函数，main（）函数可以在自己的栈空间中把参数压栈，run（）函数可以从main（）函数的栈中读参入参。

## method（）方法对象 ##

method（）方法对象表示的是当前调用的Java方法在JVM内部建立的函数模型，这个模型包含了Java方法的全部信息，例如方法名、入参类型、入参数量、编译后的字节码指令，注解和返回信息等。JVM在调用call\_stub（）函数执行某一Java方法时，会通过method（）对象得到Java方法编译后的字节码，得到字节码后JVM才能对其进行解释执行。看到这里你可能会想，仅仅为了得到字节码来解释运行，为什么还要建立整个Java方法的函数模型，存储这么多待执行方法的信息呢？直接要字节码不就够了吗？对的，不过大家还记得Java中提供的反射机制吗？反射对象可以获得一个Java类的信息，包括类中的方法信息，用的是Class类，随便找一个反射例子：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2p1c3RpbnplbmdUTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

例子中有一个ReenterLock类，类中有run（）方法和main（）方法，在main（）方法程序运行时，先实例化ReenterLock类的一个实例对象L1，然后通过Class.forName().getMethods()方法等，可以获得类中包含的方法，直接调用类实例对象的getClass（）方法可以获得该类的一个“模板”，输出它的类名等信息：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2p1c3RpbnplbmdUTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

这就是Java的反射机制，之所以反射机制能够获得Java类，类中方法等各种信息，就是因为上面说到的，JVM在内部为每一个类，Java方法都建立了函数模型，使得在程序运行过程中还可以动态获取类的信息，所以，method（）对象做那么多事情，保存那么多Java方法的信息，除了提供字节码给JVM解释执行外，还有其他重要用途。

## parameters（）入参信息 ##

parameters顾名思义就是Java方法的入参，JVM在call\_stub（）执行过程中调用CallStub函数指针，通过parameters参数解析出入参信息，再根据size\_of\_parameters（），即参数数量，来为方法分配栈空间，最后将参数逐个压栈。这里有一点要注意的是，在JVM的栈内存模型中，存放的只是变量的引用（也就是地址），而不是数据，这样做的好处是节省了很大的栈内存空间，前面日志写汇编函数调用过程中的栈分配时，可以看到，栈分配的大小并不大，通常为几MB，如果我们把栈空间分配的很大，当然可以，但是如果JVM为每一个方法栈都分配较大的空间，遇到递归调用之类的，或是方法里调用深度很深的情况，那么栈空间将会消耗掉很大的内存，容易造成内存溢出问题，这也是为什么JVM选择在方法栈空间中保存变量，例如Java类的实例对象时，存放的是其引用。

CallStub函数指针中的parameters（）参数描述了Java方法的入参信息，例如名字，类型，size\_of\_parameters（）标识了参数的数量，结合起来，因为JVM内存模型中存放的是参数的引用，只有知道了参数类型，还有参数数量，最后才能计算出方法栈需要的空间大小。

## entry\_point入口 ##

entry\_point参数可以说是CallStub函数指针中最重要的参数了，它表示的是JVM调用Java方法的入口，凡是调用Java方法，都要先经过该入口，执行这段机器指令，之后才能跳转到Java方法对应的机器指令执行，该入口的机器指令在JVM初始化时就会生成。entry\_point做的事情是从method（）中获取执行Java方法的字节码，JVM通过其获得需要执行的方法第一个字节码后，就可以开始解释执行：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2p1c3RpbnplbmdUTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

可以看到，JVM在调用某一Java方法时，先通过调用CallStub函数指针，在函数指针中，所调用的函数，也就是地址，就是\_call\_stub\_entry，前面说过，它是一个unsigned int类型，保存的是地址，JVM通过其所存放的函数地址，去调用函数。但是现在JVM只是找到了待调用函数的地址，也就是它在哪个位置，但是函数的可执行字节码还没有，所以在此之前还需要通过entry\_point例程入口，得到待执行函数的字节码指令，最后才能真正地执行函数，即我们的Java方法。由上图看到\_call\_stub\_entry和entry\_point都是例程类型入口，例程就是JVM为我们写好的一些逻辑处理指令，例如函数调用和返回，异常处理等，因为Java是高级语言，需要解释成机器能读懂执行的语言，就需要通过这些中间方帮忙，还记得前几篇日志里写的JVM执行引擎吗？就是用的C语言实现，体现如何将Java这类高级语言翻译成机器指令，让CPU执行。这些例程都是JVM在初始化时就为我们写好了的。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2p1c3RpbnplbmdUTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200607190427256.PNG?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2p1c3RpbnplbmdUTQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2p1c3RpbnplbmdUTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200607190437808.PNG?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2p1c3RpbnplbmdUTQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2p1c3RpbnplbmdUTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200607190516608.PNG?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2p1c3RpbnplbmdUTQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70