JVM学习笔记2:类型

Boolean

  • Java中的Boolean类型在JVM中映射为int类型。“true”被映射为整数 1,而“false”被映射为整数 0。因此,将原本声明为 boolean 类型的局部变量,赋值为除了 0、1 之外的整数值,在 Java 虚拟机看来是“合法”的。

  • 对于存储 boolean 数组的字节码,Java 虚拟机需保证实际存入的值是整数 1 或者 0。

  • 对于下面的代码来说,第一个if是true,第二个是false。因为第一个是在true是1的情况下,等于问的是“吃过几碗饭”,而第二个if是问“吃了一碗饭吗”。

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public class Foo {
public static void main(String[] args) {
boolean 吃过饭没 = 2; // 直接编译的话 javac 会报错
if (吃过饭没) System.out.println(" 吃了 ");
if (true == 吃过饭没) System.out.println(" 真吃了 ");
}
}

其它类型

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浮点

Java 的浮点类型采用 IEEE 754 浮点数格式。以 float 为例,浮点类型通常有两个 0,+0.0F 以及 -0.0F。前者在 Java 里是 0,后者是符号位为 1、其他位均为 0 的浮点数,在内存中等同于十六进制整数 0x8000000(即 -0.0F 可通过 Float.intBitsToFloat(0x8000000) 求得)。尽管它们的内存数值不同,但是在 Java 中 +0.0F == -0.0F 会返回真。

在有了 +0.0F 和 -0.0F 这两个定义后,我们便可以定义浮点数中的正无穷及负无穷。正无穷就是任意正浮点数(不包括 +0.0F)除以 +0.0F 得到的值,而负无穷是任意正浮点数除以 -0.0F 得到的值。在 Java 中,正无穷和负无穷是有确切的值,在内存中分别等同于十六进制整数 0x7F800000 和 0xFF800000。 [0x7F800001, 0x7FFFFFFF] 和 [0xFF800001, 0xFFFFFFFF] 对应的都是 NaN。

NaN 有一个有趣的特性:除了“!=”始终返回 true 之外,所有其他比较结果都会返回 false。举例来说,“NaN<1.0F”返回 false,而“NaN>=1.0F”同样返回 false。对于任意浮点数 f,不管它是 0 还是 NaN,“f!=NaN”始终会返回 true,而“f==NaN”始终会返回 false。

类型的大小

在 Java 虚拟机规范中,局部变量区等价于一个数组,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之外,其他基本类型以及引用类型的值均占用一个数组单元。

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。

  • 栈上应该是为了方便的取得数据,因为都是int的话通过下标就可以得到变量的值了。

类型的存储于加载

当我们将一个 int 类型的值,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 0xFFFFFFFF(-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”。

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,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。

# Java
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