1. 背景介绍
java中的数组比c语言中的数组，多了两个很重要的功能
- 当索引越界时, 会自动抛出ArrayIndexOutOfBoundsException, 避免一错再错
- 另一个很重要的方法是获取数组长度
这两个功能都不是通过java代码层面实现的, 而是在jvm中通过c++来实现的. 本文就针对这连个点来一探究竟
2. 原始java代码
public class TestArrayIndexOutOfBoundsException {
public static void main(String[] args) {
int[] is = new int[2];
int x = is[5];
System.out.println(x);
int len = is.length;
System.out.println(len);
}
}3. java代码对应的反编译字节码
0 iconst_2
1 newarray 10 (int) // 创建长度为2的int型数组
3 astore_1 // 将数组is存储到local stack的slot1中
4 aload_1 // 将数组is压入操作数栈
5 iconst_5 // 将常量5压入操作数栈
6 iaload // 这个指令就是通过数组索引获取元素, is[5]
7 istore_2
8 getstatic #2 <java/lang/System.out>
11 iload_2
12 invokevirtual #3 <java/io/PrintStream.println>
15 aload_1 // 将数组is压入操作数栈
16 arraylength // 获取is数组的长度
17 istore_3
18 getstatic #2 <java/lang/System.out>
21 iload_3
22 invokevirtual #3 <java/io/PrintStream.println>
25 return4. jvm实现分析
4.1 获取数组长度arraylength指令核心代码分析
// hotspot\src\share\vm\interpreter\bytecodeInterpreter.cpp
void
BytecodeInterpreter::run(interpreterState istate) {
// 省略无关代码
CASE(_arraylength):
{
// java中的对象实例, 对应的c++实例就是arrayOopDesc
arrayOop ary = (arrayOop) STACK_OBJECT(-1);
CHECK_NULL(ary);
SET_STACK_INT(ary->length(), -1); // 就是通过ary->length()这个方法来获取数组长度
UPDATE_PC_AND_CONTINUE(1);
}
}
// 省略无关代码4.2 获取数组元素iaload指令分析
// hotspot\src\share\vm\interpreter\bytecodeInterpreter.cpp
void
BytecodeInterpreter::run(interpreterState istate) {
// 省略无关代码
#define ARRAY_INTRO(arrayOff) \
arrayOop arrObj = (arrayOop)STACK_OBJECT(arrayOff); \ // 从局部变量表中获取数组对象is
jint index = STACK_INT(arrayOff + 1); \ // 从局部变量表中获取索引5
char message[jintAsStringSize]; \
CHECK_NULL(arrObj); \
if ((uint32_t)index >= (uint32_t)arrObj->length()) { \ // 判断索引是否大于或等于数组长度
sprintf(message, "%d", index); \
VM_JAVA_ERROR(vmSymbols::java_lang_ArrayIndexOutOfBoundsException(), \ // 如果越界, 则抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常
message); \
}
// 省略无关代码
#define ARRAY_LOADTO32(T, T2, format, stackRes, extra) \
{ \
ARRAY_INTRO(-2); \ // 获取数组所在的地址
(void)extra; \
SET_ ## stackRes(*(T2 *)(((address) arrObj->base(T)) + index * sizeof(T2)), \ // 根据数组所在地址,加上索引计算的偏移地址, 获得数组指定元素
-2); \
UPDATE_PC_AND_TOS_AND_CONTINUE(1, -1); \
}
// 省略无关代码
CASE(_iaload): // 此处对应的就是iaload指令的具体实现
ARRAY_LOADTO32(T_INT, jint, "%d", STACK_INT, 0);
}
// 省略无关代码通过上面代码的分析, 可以jvm是通过(uint32_t)index >= (uint32_t)arrObj->length()来判断数组越界
5. 小结一下
java中的数组和c语言数组差异很大， c语言中的数组更原始，直接和内存对应。而java中的数组类型其实是经过了arrayOopDesc的封装，因而能获得更丰富的信息，做更多语言层面的检查。
java 数组越界问题
Java中数组初始化和OC其实是一样的，分为动态初始化和静态初始化，
- 动态初始化：指定长度，由系统给出初始化值
- 静态初始化：给出初始化值，由系统给出长度
在我们使用数组时最容易出现的就是数组越界问题，好了，下面来演示一下
int [][] array = {{1,2,3},{1,4}};
System.out.println(array[1][2]);这是一个二维数组，很明显，数组越界了，控制台中会打印如下信息：
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 2
at demo.Array.main(Array.java:31)
很准确的定位到31行
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持编程网。
