Java字節碼：局部變量的類型？

Question

根據這篇文章http://slurp.doc.ic.ac.uk/pubs/observing/linking.html#assignment：

由於Java代碼和字節 （字節碼不包含類型的局部變量）之間的信息差異，驗證 並不需要檢查亞型的分配來局部變量，或 參數。

我的問題：爲什麼字節碼不包含局部變量的類型信息，而它確實包含參數和返回值的類型信息？

Answer 1

首先，有幾種不同的類型概念。有編譯時類型，其中包括泛型。但是，編譯時間後，泛型不存在。

有一個變量的驗證推斷靜態類型，可以是int，float，long，double，returnaddress或對象引用。對象引用還有一個上限，因此所有引用都是例如java/lang/String的子類型。字段還可以具有其中一種短字符類型：字節，短字符，字符或布爾值。爲了執行目的，這些處理方式與整體處理方式相同，但存儲空間不同。

最後，存在運行時類型，它與驗證的靜態類型相同，但在對象引用的情況下，表示正在引用的實例的實際類型。請注意，由於驗證者的懶惰，在某些情況下，運行時類型實際上可能不是已驗證類型的子類型。例如，聲明類型爲Comparable的變量實際上可以在Hotspot中保存任何對象，因爲虛擬機在驗證時不會檢查接口。

編譯時間信息不會保留，除非通過反射和調試的可選屬性。這是因爲沒有理由保留它。

局部變量沒有顯式的類型信息（除了新的StackMapTable屬性，但這是一個技術性）。相反，當類加載時，字節碼驗證器通過運行靜態數據流分析來推斷每個值的類型。這樣做的目的不是爲了趕上像編譯時類型檢查這樣的錯誤，因爲它假定字節碼已經在編譯時經過了這種檢查。

相反，驗證的目的是確保指令對VM本身沒有危險。例如，它需要確保您沒有取整數並將其作爲對象引用進行匹配，因爲這可能會導致任意內存訪問和黑客入侵VM。

所以雖然字節碼值沒有明確的類型信息，但它們有一個隱式類型，它是靜態類型推斷的結果。這些細節取決於每個虛擬機的內部實現細節，儘管它們是假定遵循JVM標準。但是你只需要擔心手寫字節碼。

由於VM需要知道存儲哪種類型的數據，因此字段具有明確的類型。方法參數和返回類型在所謂的方法描述符中編碼，也用於類型檢查。他們不可能自動推斷，因爲這些值可以來自或去任何地方，而類型檢查是在每個班的基礎上完成的。

P.S.談到驗證類型時，我忽略了一些細節。對象類型還追蹤它們是否已被初始化，以及在未初始化的情況下由哪個指令創建它們。地址類型跟蹤創建它們的jsr的目標。

Answer 2

的Java bytecode保留鍵入有關fields信息， methodreturns和parameters但事實並非如此， 你問， 包含local variables類型信息。

在Java類文件中的 類型的信息呈現的bytecode編譯比 machine code編譯容易的任務 。因此，反編譯Java字節碼需要對大多數局部變量類型進行分析，基於堆棧的平臺化指令和結構化的loops和conditionals。 然而，字節碼反編譯的任務比編譯難得多。你會看到經常反編譯器 不能完全執行其預定功能

Answer 3

這是一個非常古老的論文。當前類文件做包括本地和堆棧變量的類型。類型不存儲在方法字節碼中，但存儲在方法附帶的StackMapTable attribute中。

通過數據流分析重構所有局部變量和堆棧元素的類型（並且始終如此）是可能的，而不需要StackMapTable，但是這在計算上是昂貴的。使用StackMapTable代碼可以更快地驗證。雖然我不得不承認，我沒有看到如何驗證StackMapTable可以比分析更快，但我對此幾乎一無所知。