Java 프로그램 바이트 코드를 분석해보자

오늘 배운 JVM의 동작을 간단히 이해해 보고자 Java 프로그램을 간단히 작성해 바이트 코드를 분석해보았다.

코드

먼저 다음은 작성한 코드다.

public class SimpleProgram {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;
        int b = 3;
        int result = add(a, b);
        System.out.println("Result: " + result);
    }

    public static int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }
}

바이트 코드

다음은

javac SimpleProgram.java | javap -c SimpleProgram

을 실행한 결과다.

Compiled from "SimpleProgram.java"
public class SimpleProgram {
  public SimpleProgram();
    descriptor: ()V
    flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 1: 0

  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: (0x0009) ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=2, locals=4, args_size=1
         0: iconst_5
         1: istore_1
         2: iconst_3
         3: istore_2
         4: iload_1
         5: iload_2
         6: invokestatic  #7                  // Method add:(II)I
         9: istore_3
        10: getstatic     #13                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        13: iload_3
        14: invokedynamic #19,  0             // InvokeDynamic #0:makeConcatWithConstants:(I)Ljava/lang/String;
        19: invokevirtual #23                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
        22: return
      LineNumberTable:
        line 3: 0
        line 4: 2
        line 5: 4
        line 6: 10
        line 7: 22

  public static int add(int, int);
    descriptor: (II)I
    flags: (0x0009) ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=2, locals=2, args_size=2
         0: iload_0
         1: iload_1
         2: iadd
         3: ireturn
      LineNumberTable:
        line 10: 0
}

분석

main 메소드 안 코드를 한 줄씩 분석해보았다.

 

0: iconst_5
: 상수 5를 스택에 푸시

1: istore_1
: 스택의 값을 1번째 지역변수에 저장

2: iconst_3
: 상수 3을 스택에 푸시

3: istore_2
: 스택의 값을 2번째 지역변수에 저장

4: iload_1
5: iload_2
: 1, 2번째 지역변수를 스택에 저장

6: invokestatic #7 // Method add:(II)I
: add 메소드 실행 하면서 새로운 스택 프레임 생성 및 매개변수 pop 후 새로운 스택 프레임에 복사

0: iload_0
1: iload_1
: 1, 2번째 지역번수를 스택에 저장

2: iadd
: 스택의 2개 값을 더함

3: ireturn
: 정수 결과값 반환

9: istore_3
: 반환된 값을 3번째 지역변수에 저장

10: getstatic #13 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
: System.out 객체를 스택에 푸시

13: iload_3
: 3번째 지역변수를 스택에 푸시

14: invokedynamic #19, 0 // InvokeDynamic #0:makeConcatWithConstants:(I)Ljava/lang/String;
: #0 부트스트랩 메서드를 실행 문자열을 합치고 스택에 저장

19: invokevirtual #23 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
: 스택에서 값을 받아 println 실행

22: return
: 프로그램 종료

주요 특징

• 메소드와 문자열 참조는 상수 풀을 이용함
• JVM은 스택 기반으로 연산을 진행함
• 지역 변수는 인덱스로 접근
• invokestatic, invokedynamic, invokevirtual 을 이용해 메서드를 실행함
• iconst_, iadd 같은 정수 특화 명령어들이 사용됨