深入拆解Java虚拟机学习笔记2

在Java中，我们引入了八个基本类型来支持数值计算，我们首先需要来了解下基本类型在Java中的具体实现

Boolean类型

Java语言规范中，Boolean类型的值只有两种可能，分别用true和false来表示

在Java虚拟机规范中，Boolean类型被映射成为了int类型，具体来说就是true被映射为了1，而false被映射为了0

Java的基本类型

类型	值域	默认值	虚拟机内部符号
boolean	{true,false}	false	Z
byte	[-128,127]	0	B
short	[-32768,32767]	0	S
char	[0,65535]	‘\u0000’	C
int	[-2^31,2^31-1]	0	I
long	[-2^63,2^63-1]	0L	J
float	~[-3.4E38,3.4E38]	+0.0F	F
double	~[-1.8E308,1.8E308]	+0.0D	D

Java的基本类型都有对应的值域和默认值，byte、short、int、long、float、double的值域依次扩大，前面的值域被后面包含，因此从前面的类型转换到后面的类型无需强制转换

这些基本类型中，boolean和char是无符号类型，boolean类型的取值范围是0或者1，char类型的取值范围是[0,65535]，通常我们可以认定char类型的值为负数

那问题来了，声明为byte、char以及short的局部变量是否能够存储超过他们取值范围的数呢？答案是可以的

Java的基本类型的大小

Java虚拟机每调用一个Java方法就会创建一个栈桢。我们先讨论仅提供给解释器使用的解释栈桢(interpreted frame)

这种栈桢具有两个主要的组成部分，分别是局部变量区以及字节码的操作数栈，这里的局部变量是广义的，除了普遍意义下的局部变量意外，还包含实例方法的this 指针以及方法所接收的参数

在Java虚拟机规范中，局部变量等价于一个数组，并且可以用正整数来索引。除了long、double值需要用两个数组单元来存储以外，其他基本类型以及引用类型的值均占用了一个数组单元

也就是说,boolean、 byte、char、 short这四种类型,在栈上占用的空间和 int是一样的，和引用类型也是一样的。因此，在32位的HotSpot中，这些类型在栈上将占用4个字节;而在64位的HotSpot中，他们将占8个字节。

当然，这种情况仅存在于局部变量，而并不会出现在存储于堆中的字段或者数组元素上。对于byte、char 以及short 这三种类型的字段或者数组单元，它们在堆上占用的空间分别为一字节、两字节以及两字节，也就是说，跟这些类型的值域相吻合。

因此，当我们将一个 int 类型型的值，存储到这些类型的字段或数组时，相当于做了一次隐式的掩码操作。举例来说，当我们把OXFFFFFFFF (-1)存储到一个声明为 char类型的字段里时，由于该字段仅占两字节，所以高两位的字节便会被截取掉，最终存入”UFFFF”。boolean 字段和 boolean 数组则比较特殊。在HotSpot中, boolean字段占用一字节，而 boolean 数组则直接用byte数组来实现。为了保证堆中的boolean 值是合法的，HotSpot 在存储时显式地进行掩码操作，也就是说，只取最后一位的值存入boolean 字段或数组中。

讲完了存储，现在我来讲讲加载。Java 虚拟机的算数运算几乎全部依赖于操作数栈。也就是说，我们需要将堆中的boolean、 byte、char 以及short加载到操作数栈上面，而后将栈上的值当成int类型来运算。

对于 boolean、char 这两个无符号类型来说，加载伴随着零扩展。举个例子, char的大小为两个字节。在加载时char的值会被复制到 int类型的低二字节，而高二字节则会用0来填充。

对于 byte、short 这两个类型来说，加载伴随着符号扩展。举个例子，short 的大小为两个字节。在加载时short 的值同样会被复制到 int 类型的低二字节。如果该short值为非负数，即最高位为0，那么该int 类型的值的高二字节会用0来填充，否则用1来填充。