方法返回的字節碼相關指令如下表所示。
| 0xac |
ireturn |
從當前方法返回int |
| 0xad |
lreturn |
從當前方法返回long |
| 0xae |
freturn |
從當前方法返回float |
| 0xaf |
dreturn |
從當前方法返回double |
| 0xb0 |
areturn |
從當前方法返回對象引用 |
| 0xb1 |
return |
從當前方法返回void |
模板定義如下：
def(Bytecodes::_ireturn , ____|disp|clvm|____, itos, itos, _return , itos ); def(Bytecodes::_lreturn , ____|disp|clvm|____, ltos, ltos, _return , ltos ); def(Bytecodes::_freturn , ____|disp|clvm|____, ftos, ftos, _return , ftos ); def(Bytecodes::_dreturn , ____|disp|clvm|____, dtos, dtos, _return , dtos ); def(Bytecodes::_areturn , ____|disp|clvm|____, atos, atos, _return , atos ); def(Bytecodes::_return , ____|disp|clvm|____, vtos, vtos, _return , vtos ); def(Bytecodes::_return_register_finalizer , ____|disp|clvm|____, vtos, vtos, _return , vtos );
生成函數都為TemplateTable::_return()。但是如果是Object對象的構造方法中的return指令，那么這個指令還可能會被重寫為_return_register_finalizer指令。
生成的return字節碼指令對應的匯編代碼如下：
第1部分：
// 將JavaThread::do_not_unlock_if_synchronized屬性存儲到%dl中 0x00007fffe101b770: mov 0x2ad(%r15),%dl // 重置JavaThread::do_not_unlock_if_synchronized屬性值為false 0x00007fffe101b777: movb $0x0,0x2ad(%r15) // 將Method*加載到%rbx中 0x00007fffe101b77f: mov -0x18(%rbp),%rbx // 將Method::_access_flags加載到%ecx中 0x00007fffe101b783: mov 0x28(%rbx),%ecx // 檢查Method::flags是否包含JVM_ACC_SYNCHRONIZED 0x00007fffe101b786: test $0x20,%ecx // 如果方法不是同步方法，跳轉到----unlocked---- 0x00007fffe101b78c: je 0x00007fffe101b970 // 如果在%dl寄存器中存儲的_do_not_unlock_if_synchronized的值不為0， // 則跳轉到no_unlock，表示不要釋放和鎖相關的資源 0x00007fffe101b792: test $0xff,%dl 0x00007fffe101b795: jne 0x00007fffe101ba90 // 跳轉到----no_unlock----處
在JavaThread類中定義了一個屬性_do_not_unlock_if_synchronized，這個值表示在拋出異常的情況下不要釋放receiver（在非靜態方法調用的情況下，我們總是會將方法解析到某個對象上，這個對象就是這里的receiver，也可稱為接收者），此值僅在解釋執行的情況下才會起作用。初始的時候會初始化為false。在如上匯編中可以看到，當_do_not_unlock_if_synchronized的值為true時，表示不需要釋放receiver，所以雖然當前是同步方法，但是卻直接調用到了no_unlock處。
在InterpreterGenerator::generate_native_entry()函數和InterpreterGenerator::generate_normal_entry()函數中會將當前線程的do_not_unlock_if_synchronized設置為true，然后執行increment invocation count & check for overflow的邏輯，最后會將do_not_unlock_if_synchronized屬性的值設置為false。
有如下的類定義：
class UnlockFlagSaver {
private:
JavaThread* _thread;
bool _do_not_unlock;
public:
UnlockFlagSaver(JavaThread* t) {
_thread = t;
_do_not_unlock = t->do_not_unlock_if_synchronized();
t->set_do_not_unlock_if_synchronized(false);
}
~UnlockFlagSaver() {
_thread->set_do_not_unlock_if_synchronized(_do_not_unlock);
}
};
如果使用這個類，則JavaThread::_do_not_unlock_if_synchronized的值設置為false，完成后就恢復為以前的值。
在InterpreterRuntime::profile_method()函數中使用了UnlockFlagSaver，如下：
// use UnlockFlagSaver to clear and restore the _do_not_unlock_if_synchronized // flag, in case 如果 this method triggers classloading which will call into Java. UnlockFlagSaver fs(thread);
在InterpreterRuntime::exception_handler_for_exception()函數中，當do_not_unlock_if_synchronized的值為true時，會返回TemplateInterpreter::_remove_activation_entry。
只有TemplateInterpreterGenerator::generate_throw_exception() 函數才會調用InterpreterRuntime::exception_handler_for_exception()函數，生成的匯編由Interpreter::_rethrow_exception_entry和Interpreter::_throw_exception_entry等屬性值保存。
第2部分：
如果執行如下匯編代碼，則表示%dl寄存器中存儲的_do_not_unlock_if_synchronized的值為0，需要執行釋放鎖的操作。
// 將之前字節碼指令執行的結果存儲到表達式棧頂， // 由於return不需要返回執行結果，所以不需要設置返回值等信息， // 最終在這里沒有生成任何push指令 // 將BasicObjectLock存儲到%rsi中，由於%rsi在調用C++函數時可做為 // 第2個參數傳遞，所以如果要調用unlock_object就可以傳遞此值 0x00007fffe101b79b: lea -0x50(%rbp),%rsi // 獲取BasicObjectLock::obj屬性地址存儲到%rax中 0x00007fffe101b79f: mov 0x8(%rsi),%rax // 如果不為0，則跳轉到unlock處，因為不為0，表示 // 這個obj有指向的鎖對象，需要進行釋放鎖的操作 0x00007fffe101b7a3: test %rax,%rax 0x00007fffe101b7a6: jne 0x00007fffe101b8a8 // 跳轉到----unlock----處 // 如果是其它的return指令，則由於之前通過push指令將結果保存在 // 表達式棧上，所以現在可通過pop將表達式棧上的結果彈出到對應寄存器中
第1個指令的-0x50(%rbp)指向了第1個BasicObjectLock對象，其中的sizeof(BasicObjectLock)的值為16，也就是16個字節。在之前我們介紹棧幀的時候介紹過Java解釋棧的結構，如下：
假設當前的棧幀中有2個鎖對象，則會在棧幀中存儲2個BasicObjectLock對象，BasicObjectLock中有2個屬性，_lock和_obj，分別占用8字節。布局如下圖所示。
由於return字節碼指令負責要釋放的是加synchronized關鍵字的、解釋執行的Java方法，所以為synchronized關鍵字建立的第1個鎖對象存儲在離當前棧幀最靠近棧底的地方，也就是上圖中灰色部分，而其它鎖對象我們暫時不用管。灰色部分表示的BasicObjectLock的地址通過-0x50(%rbp)就能獲取到，然后對其中的_lock和_obj屬性進行操作。
由於現在還沒有介紹鎖相關的知識，所以這里不做過多介紹，在后面介紹完鎖相關知識后還會詳細介紹。
第3部分：
在變量throw_monitor_exception為true的情況下，通過調用call_VM()函數生成拋出鎖狀態異常的匯編代碼，這些匯編代碼主要是為了執行C++函數InterpreterRuntime::throw_illegal_monitor_state_exception()。完成執行后還會執行由should_not_reach_here()函數生成的匯編代碼。
在變量throw_monitor_exception為false並且install_monitor_exception為true的情況下，通過調用call_VM()函數生成匯編代碼來執行C++函數InterpreterRuntime::new_illegal_monitor_state_exception()。最后跳轉到unlocked處執行。
第4部分：
在InterpreterMacroAssembler::remove_activation()函數中，bind完unlock后就會調用InterpreterMacroAssembler::unlock_object()函數生成如下的匯編代碼。InterpreterMacroAssembler::unlock_object()函數的作用如下：
Unlocks an object. Used in monitorexit bytecode and remove_activation. Throws an IllegalMonitorException if object is not locked by current thread.
生成的匯編代碼如下：
// **** unlock **** // ============調用InterpreterMacroAssembler::unlock_object()函數生成如下的匯編代碼================== // 將%r13存儲到棧中，防止異常破壞了%r13寄存器中的值 0x00007fffe101b8a8: mov %r13,-0x38(%rbp) // 將BasicObjectLock::_lock的地址存儲到%rax寄存器中 0x00007fffe101b8ac: lea (%rsi),%rax // 將BasicObjectLock::_obj存儲到%rcx寄存器中 0x00007fffe101b8af: mov 0x8(%rsi),%rcx // 將BasicObjectLock::_obj的值設置為NULL，表示釋放鎖操作 0x00007fffe101b8b3: movq $0x0,0x8(%rsi) // ----------當UseBiasedLocking的值為true時，調用MacroAssembler::biased_locking_exit()生成如下的匯編代碼------------ // 從BasicObjectLock::_obj對象中取出mark屬性值並相與 0x00007fffe101b8bb: mov (%rcx),%rdx 0x00007fffe101b8be: and $0x7,%rdx // 如果BasicObjectLock::_obj指向的oop的mark屬性后3位是偏向鎖的狀態，則跳轉到---- done ---- 0x00007fffe101b8c2: cmp $0x5,%rdx 0x00007fffe101b8c6: je 0x00007fffe101b96c // ------------------------結束調用MacroAssembler::biased_locking_exit()生成的匯編代碼--------------------- // 將BasicObjectLock::_lock這個oop對象的_displaced_header屬性值取出 0x00007fffe101b8cc: mov (%rax),%rdx // 判斷一下是否為鎖的重入，如果是鎖的重入，則跳轉到---- done ---- 0x00007fffe101b8cf: test %rdx,%rdx 0x00007fffe101b8d2: je 0x00007fffe101b96c // 讓BasicObjectLock::_obj的那個oop的mark恢復為 // BasicObjectLock::_lock中保存的原對象頭 0x00007fffe101b8d8: lock cmpxchg %rdx,(%rcx) // 如果為0，則表示鎖的重入，跳轉到---- done ---- ???? 0x00007fffe101b8dd: je 0x00007fffe101b96c // 讓BasicObjectLock::_obj指向oop，這個oop的對象頭已經替換為了BasicObjectLock::_lock中保存的對象頭 0x00007fffe101b8e3: mov %rcx,0x8(%rsi) // -----------調用call_VM()函數生成匯編代碼來執行C++函數InterpreterRuntime::monitorexit()---------------- 0x00007fffe101b8e7: callq 0x00007fffe101b8f1 0x00007fffe101b8ec: jmpq 0x00007fffe101b96c 0x00007fffe101b8f1: lea 0x8(%rsp),%rax 0x00007fffe101b8f6: mov %r13,-0x38(%rbp) 0x00007fffe101b8fa: mov %r15,%rdi 0x00007fffe101b8fd: mov %rbp,0x200(%r15) 0x00007fffe101b904: mov %rax,0x1f0(%r15) 0x00007fffe101b90b: test $0xf,%esp 0x00007fffe101b911: je 0x00007fffe101b929 0x00007fffe101b917: sub $0x8,%rsp 0x00007fffe101b91b: callq 0x00007ffff66b3d22 0x00007fffe101b920: add $0x8,%rsp 0x00007fffe101b924: jmpq 0x00007fffe101b92e 0x00007fffe101b929: callq 0x00007ffff66b3d22 0x00007fffe101b92e: movabs $0x0,%r10 0x00007fffe101b938: mov %r10,0x1f0(%r15) 0x00007fffe101b93f: movabs $0x0,%r10 0x00007fffe101b949: mov %r10,0x200(%r15) 0x00007fffe101b950: cmpq $0x0,0x8(%r15) 0x00007fffe101b958: je 0x00007fffe101b963 0x00007fffe101b95e: jmpq 0x00007fffe1000420 0x00007fffe101b963: mov -0x38(%rbp),%r13 0x00007fffe101b967: mov -0x30(%rbp),%r14 0x00007fffe101b96b: retq // ------------------------結束call_VM()函數調用生成的匯編代碼-------------------------------- // **** done **** 0x00007fffe101b96c: mov -0x38(%rbp),%r13 0x00007fffe101b970: mov -0x40(%rbp),%rsi // ==========結束調用InterpreterMacroAssembler::unlock_object()函數生成如下的匯編代碼============
第5部分：
// 如果是其它的return指令，則由於之前通過push指令將結果保存在 // 表達式棧上，所以現在可通過pop將表達式棧上的結果彈出到對應寄存器中 // **** unlocked **** // 在執行這里的代碼時，表示當前的棧中沒有相關的鎖，也就是 // 相關的鎖對象已經全部釋放 // **** restart **** // 檢查一下，是否所有的鎖都已經釋放了 // %rsi指向當前棧中最靠棧頂的BasicObjectLock 0x00007fffe101b970: mov -0x40(%rbp),%rsi // %rbx指向當前棧中最靠棧底的BasicObjectLock 0x00007fffe101b974: lea -0x40(%rbp),%rbx // 跳轉到----entry---- 0x00007fffe101b978: jmpq 0x00007fffe101ba8b
第6部分：
執行如下代碼，會通過調用call_VM()函數來生成調用InterpreterRuntime::throw_illegal_monitor_state_exception()函數的代碼：
// **** exception **** // Entry already locked, need to throw exception // 當throw_monitor_exception的值為true時，執行如下2個函數生成的匯編代碼： // 執行call_VM()函數生成的匯編代碼，就是調用C++函數InterpreterRuntime::throw_illegal_monitor_state_exception() // 執行should_not_reach_here()函數生成的匯編代碼 // 當throw_monitor_exception的值為false，執行如下匯編： // 執行調用InterpreterMacroAssembler::unlock_object()函數生成的匯編代碼 // install_monitor_exception的值為true時，執行call_VM()函數生成的匯編代碼，就是調用C++函數InterpreterRuntime::new_illegal_monitor_state_exception() // 無條件跳轉到----restart ----
第7部分：
// **** loop **** // 將BasicObjectLock::obj與NULL比較，如果不相等，則跳轉到----exception---- 0x00007fffe101ba79: cmpq $0x0,0x8(%rsi) 0x00007fffe101ba81: jne 0x00007fffe101b97d // 則跳轉到----exception----
第8部分：
// **** entry **** // 0x10為BasicObjectLock，找到下一個BasicObjectLock 0x00007fffe101ba87: add $0x10,%rsi // 檢查是否到達了鎖對象存儲區域的底部 0x00007fffe101ba8b: cmp %rbx,%rsi // 如果不相等，跳轉到loop 0x00007fffe101ba8e: jne 0x00007fffe101ba79 // 跳轉到----loop----
第9部分：
// **** no_unlock **** // 省略jvmti support // 將-0x8(%rbp)處保存的old stack pointer(saved rsp)取出來放到%rbx中 0x00007fffe101bac7: mov -0x8(%rbp),%rbx
// 移除棧幀 // leave指令相當於： // mov %rbp, %rsp // pop %rbp 0x00007fffe101bacb: leaveq // 將返回地址彈出到%r13中 0x00007fffe101bacc: pop %r13 // 設置%rsp為調用者的棧頂值 0x00007fffe101bace: mov %rbx,%rsp 0x00007fffe101bad1: jmpq *%r13
其中的解釋方法返回地址為return address，由於當前是C++函數調用Java，所以這個返回地址其實是C++函數的返回地址，我們不需要考慮。
整個的調用轉換如下圖所示。
其中的紅色部分表示終結這個流程。
在return字節碼指令中會涉及到鎖釋放的流程，所以上面的流程圖看起來會復雜一些，等我們介紹完鎖相關知識后會再次介紹return指令，這里不再過多介紹。
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