了解Java字节码中的Invokedynamic指令及其对操作数堆栈的影响

Question

我正在寻求澄清

invokedynamic

指令如何在 Java 字节码中运行。为了说明这一点，我准备了一个利用 lambda 表达式的简单 Java 代码片段，这通常会导致在编译时生成

invokedynamic

指令：

public class App{
    public static void main(String... args){
        Runnable r = () -> {};
        r.run();
    }
}

使用

javac

编译后，会生成以下字节码：

0: invokedynamic #7,  0              // InvokeDynamic #0:run:()Ljava/lang/Runnable;
5: astore_1
6: aload_1
7: invokeinterface #11,  1           // InterfaceMethod java/lang/Runnable.run:()V
12: return

据我了解，在

invokedynamic

指令之后，操作数堆栈应包含

CallSite

（引导方法的结果），随后将其存储到操作数堆栈中。然后，将这个

CallSite

存储到变量中并执行。

但是，

Wikipedia

上对 invokedynamic 方法的描述指出：

[调用动态指令]调用动态方法并将结果放入堆栈（可能为空）；

这个说法，特别是“可能无效”让我很困惑。这是否意味着引导方法不一定会返回

CallSite

？尽管我尝试过，但我无法找到任何生成

invokedynamic

指令而不在操作数堆栈上放置任何值的 Java 代码片段。

有人可以澄清一下

invokedynamic

指令是否可以不将任何东西放入操作数堆栈上，包括

CallSite

？我已经查看了 StackOverflow 上的相关答案，例如 this、this 和 this，但没有一个明确解决操作数堆栈的状态。此外，我试图找到一个字节码调试器来检查操作数堆栈状态，但无济于事。

有关此事的任何见解或指导将不胜感激。

Answer 1

您误解了

invokedynamic

的作用。

invokedynamic

不会将

CallSite

推入堆栈。 invokedynamic指令的

操作数

指的是返回

CallSite

的方法。对于 lambda 表达式，这是

LambdaMetafactory.metafactory

方法。

invokedynamic

调用此

CallSite

返回方法 (

metafactory

)，获取

CallSite

，然后调用

CallSite

指示的目标方法句柄。如果此方法句柄需要参数，则会弹出操作数堆栈上的内容。最后，调用该方法句柄的结果被压入堆栈。

在这种情况下，

metafactory

返回的调用站点引用一些不带参数的方法，并返回

Runnable

的实现。

invokedynamic

将这个

Runnable

推入堆栈。然后将其存储到本地变量中，从同一变量加载（

astore

、

aload

），并使用

run

调用其

invokeinterface

方法。

metafactory

需要一些参数，您可能想知道

invokedynamic

如何知道要传递哪些参数。其中一部分只是“内置”到

invokedynamic

，其余部分存储在类文件的

BootstrapMethods

属性中。

另一个例子，字符串连接也使用

invokedynamic

。这次，操作数将引用

StringConcatFactory

中的方法之一。该方法将返回一个

CallSite

表示某个将返回连接字符串的方法。

有关更多信息，请参阅 JVMS。