JVM：基于栈的字节码解释执行引擎。

许多Java虚拟机的执行引擎在执行Java代码的时候都有解释执行（通过解释器执行）和编译执行（通过即时编译器产生本地代码执行）两种选择，在本文，我们先来探讨一下在解释执行时，虚拟机执行引擎是如何工作的。

解释执行

Java语言经常被人们定位为“解释执行”的语言，在Java初生的JDK 1.0时代，这种定义还算是比较准确的，但当主流的虚拟机中都包含了即时编译器后，Class文件中的代码到底会被解释执行还是编译执行，就成了只有虚拟机自己才能准确判断的事情。再后来，Java也发展出了可以直接生成本地代码的编译器【如GCJ（GNU Compiler for the Java）】，而C/C++语言也出现了通过解释器执行的版本（如CINT），这时候再笼统的说“解释执行”，对于整个Java语言来说就成了几乎是没有意义的概念，只有确定了谈论对象是某种具体的Java实现版本和执行引擎运行模式时，谈解释执行还是编译执行才会比较确切。
不论是解释还是编译，也不论是物理机还是虚拟机，对于应用程序，机器都不可能如人那样阅读、理解，然后就获得了执行能力。大部分的程序代码奥物理机的目标代码后虚拟机能执行的指令集之前，都需要经过下图中的各个步骤。如果读者对编译原理的相关课程还有印象的话，很容易就会发现下图中下面那条分支，就是传统编译原理中程序代码到目标机器代码的生成过程，而中间的那条分支，自然就是解释执行的过程。

如今，基于物理机、java虚拟机，或者非Java的其他高级语言虚拟机（HLLVM）的语言，大多都会遵循这种基于现代经典编译原理的思路，在执行前先对程序源码进行词法分析和语法分析处理，把源码转化为抽象语法树（Abstract Syntax Tree，AST）。对于一门具体语言的实现来说，词法分析、语法分析以及后面的优化器和目标代码生成器都可以选择独立于执行引擎，形成一个完整意义的编译器去实现，这类代表是C/C++语言。也可以选择把其中一部分步骤（如生成抽象语法树之前的步骤）实现为一个半独立的编译器，这类代表是Java语言。又或者把这些步骤和执行引擎全部集中封装在一个封闭的黑匣子中，如大多数的JavaScript执行器。
Java语言中，Javac编译器完成了程序代码经过词法分析、语法分析到抽象语法树，再遍历语法树生成线性的字节码指令流的过程。因为这一部分动作是在java虚拟机之外进行的，而解释器在虚拟机的内部，所以Java程序的编译就是半独立的实现。

基于栈的指令集与基于寄存器的指令集

两条iconst_1指令连续把两个常量1压入栈后，iadd指令把栈顶的两个值出栈、相加，然后把结果放回栈顶，最后istore_0把栈顶的值放到局部变量表的第0个Slot中。
如果基于寄存器，那程序可能会是这个样子：

mov eax,1

add eax,1

基于栈的解释器执行过程

初步的理论知识已经讲解过了，本节准备了一段Java代码，看看在虚拟机中实际是如何执行的。下面准备了四则运算的例子，请看下面代码。

public class CalcTest {
	public int calc() {
		int a = 100;
		int b = 200;
		int c = 300;
		return (a+b)*c;
	}
}

从Java语言的角度来看，这段代码没有任何解释的必要，可以直接使用javap命令看看他的字节码指令，如下所示。

javap提示这段代码需要深度为2的操作数栈和4个Slot的局部变量空间，根据这些信息画了下面共7张图，用他们来描述上面执行过程中的代码、操作数栈和局部变量表的变化情况。

上面的执行过程仅仅是一种概念模型，虚拟机最终会对执行过程做一些优化来提高性能，实际运行过程不一定完全符合概念模型的描述......更准确地说，实际情况会和上面的字节码进行优化，例如，在HotSpot虚拟机中，有很多以“fast_”开头的非标准字节码指令用于合并、替换输入的字节码以提升解释执行性能，而即时编译器的优化手段更加花样繁多。
不过，我们从这段程序的执行中也可以看出栈结构指令集的一般运行过程，整个运算过程的中间变量都以操作数栈的出栈、入栈为信息交换途径，符合我们在前面分析的特点。