Was ist ein stack-map-frame

Java verlangt, dass alle Klassen, die geladen sind, um verifiziert zu werden, um die Sicherheit der sandbox und sicherzustellen, dass der code sicher ist, zu optimieren. Beachten Sie, dass dies erfolgt auf der bytecode-Ebene, also die überprüfung funktioniert nicht überprüfen Invarianten der Java Sprache, sondern lediglich überprüft, ob der bytecode macht Sinn, nach den Regeln für bytecode.

Unter anderem bytecode-Verifikation stellt sicher, dass die Anweisungen sind gut gebildet, dass Sie alle Sprünge zu gültigen Anweisungen innerhalb der Methode, und dass Sie alle Anweisungen zu betreiben, die auf Werten des entsprechenden Typs. Der Letzte ist wo der stack map kommt.

Die Sache ist, dass der bytecode selbst enthält keine expliziten Informationen. Arten bestimmt werden implizit durch die Datenfluss-Analyse. Zum Beispiel, eine Instruktion iconst erzeugt einen integer-Wert. Wenn Sie es speichern in slot 1, slot hat jetzt eine int. Wenn Ablaufsteuerung führt von code speichert eine float statt, der slot ist nun als ungültig, das heißt, Sie können nicht alles tun, mehr mit dem Wert, bis Sie überschrieben wird.

Historisch gesehen, ist der bytecode-verifier abgeleitet, alle Typen mit diesen Datenfluss Regeln. Es ist leider unmöglich, zu folgern, alle Typen in einer einzigen linearen Durchlauf durch den bytecode, da rückwärts springen könnte ungültig werden bereits inferred-Typen. Die klassische verifier lösten dieses Problem, indem die Iteration über den code, bis alles aufgehört änderung, die potenziell die mehrere Pässe.

Jedoch die Verifizierung macht das laden von Klassen, die langsam in Java. Oracle entschieden, um dieses Problem zu lösen, indem Sie eine neue, schnellere verifier,, die überprüfen können, bytecode in einem Arbeitsgang. Um dies zu tun, Sie erforderlich, alle neuen Klassen ab Java 7 (mit Java 6, die in einem übergangs-Zustand) zu transportieren Metadaten über Ihre Arten, so dass der bytecode verifiziert werden kann in einem einzigen Durchgang. Da der bytecode-format selbst nicht geändert werden kann, diese Art von Informationen gespeichert ist separat in einem Attribut namens StackMapTable.

Einfach nur die Speicherung der Typ für jeden einzelnen Wert zu jedem einzelnen Punkt im code wären natürlich nehmen Sie viel Platz ein und werden sehr verschwenderisch. Um die Metadaten kleiner und effizienter, Sie beschloss, es zu haben Liste nur die Typen auf Positionen, die Ziele der Sprünge. Wenn Sie darüber nachdenken, dies ist die einzige Zeit, die Sie benötigen zusätzliche Informationen, um eine einzelne überprüfung bestehen. Zwischen Sprungziele alle control-flow-linear ist, so kann man Rückschlüsse auf die Arten an, die in zwischen-Positionen mit dem alten inferenzregeln.

Jeder position, wo Typen sind explizit aufgeführt ist, bekannt als ein stack-map-frame. Die StackMapTable - Attribut enthält eine Liste von frames in Ordnung, obwohl Sie in der Regel ausgedrückt als Differenz aus dem vorherigen frame, um zu reduzieren die Größe der Daten. Wenn es keine Bilder in der Methode, das Auftritt, wenn Ablaufsteuerung nie joins (also die CFG ist ein Baum), dann die StackMapTable Attribut kann weggelassen werden, vollständig.

Dies ist also die grundlegende Idee, wie StackMapTable funktioniert und warum es Hinzugefügt wurde. Die Letzte Frage ist, wie die implizite ersten Rahmen erstellt. Die Antwort ist natürlich, dass am Anfang der Methode, der Operanden-stack leer ist und die lokale variable slots haben die Typen, die durch die Typen der Parameter der Methode, die abhängig von der Methode decriptor.

Wenn Sie ' re verwendet, um Java, es gibt ein paar kleinere Unterschiede auf, wie die Methode, die parameter-Typen arbeiten auf der bytecode-Ebene. First off, virtuelle Methoden haben eine implizite this als ersten parameter. Zweitens boolean, byte, char, und short existieren nicht auf der bytecode-Ebene. Stattdessen, Sie sind alle implementiert, die als int-Werte hinter die kulissen.