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英文原文链接，译文链接，原文作者：James Bloom，译者：有孚

从Java7开始，switch语句增加了对String类型的支持。不过字节码中的switch指令还是只支持int类型，并没有增加对其它类型的支持。事实上switch语句对String的支持是分成两个步骤来完成的。首先，将每个case语句里的值的hashCode和操作数栈顶的值（译注：也就是switch里面的那个值，这个值会先压入栈顶）进行比较。这个可以通过lookupswitch或者是tableswitch指令来完成。结果会路由到某个分支上，然后调用String.equlals来判断是否确实匹配。最后根据equals返回的结果，再用一个tableswitch指令来路由到具体的case分支上去执行。

[code lang=”java”]
public int simpleSwitch(String stringOne) {
switch (stringOne) {
case "a":
return 0;
case "b":
return 2;
case "c":
return 3;
default:
return 4;
}
}
[/code]

这个字符串的switch语句会生成下面的字节码：

[code lang=”java”]
0: aload_1
1: astore_2
2: iconst_m1
3: istore_3
4: aload_2
5: invokevirtual #2 // Method java/lang/String.hashCode:()I
8: tableswitch {
default: 75
min: 97
max: 99
97: 36
98: 50
99: 64
}
36: aload_2
37: ldc #3 // String a
39: invokevirtual #4 // Method java/lang/String.equals:(Ljava/lang/Object;)Z
42: ifeq 75
45: iconst_0
46: istore_3
47: goto 75
50: aload_2
51: ldc #5 // String b
53: invokevirtual #4 // Method java/lang/String.equals:(Ljava/lang/Object;)Z
56: ifeq 75
59: iconst_1
60: istore_3
61: goto 75
64: aload_2
65: ldc #6 // String c
67: invokevirtual #4 // Method java/lang/String.equals:(Ljava/lang/Object;)Z
70: ifeq 75
73: iconst_2
74: istore_3
75: iload_3
76: tableswitch {
default: 110
min: 0
max: 2
0: 104
1: 106
2: 108
}
104: iconst_0
105: ireturn
106: iconst_2
107: ireturn
108: iconst_3
109: ireturn
110: iconst_4
111: ireturn
[/code]

这段字节码所在的class文件里面，会包含如下的一个常量池。关于常量池可以看下JVM内部细节中的_运行时常量池_一节。

[code lang=”java”]
Constant pool:
#2 = Methodref #25.#26 // java/lang/String.hashCode:()I
#3 = String #27 // a
#4 = Methodref #25.#28 // java/lang/String.equals:(Ljava/lang/Object;)Z
#5 = String #29 // b
#6 = String #30 // c

#25 = Class #33 // java/lang/String
#26 = NameAndType #34:#35 // hashCode:()I
#27 = Utf8 a
#28 = NameAndType #36:#37 // equals:(Ljava/lang/Object;)Z
#29 = Utf8 b
#30 = Utf8 c

#33 = Utf8 java/lang/String
#34 = Utf8 hashCode
#35 = Utf8 ()I
#36 = Utf8 equals
#37 = Utf8 (Ljava/lang/Object;)Z
[/code]

注意，在执行这个switch语句的时候，用到了两个tableswitch指令，同时还有数个invokevirtual指令，这个是用来调用String.equals()方法的。在下一篇文章中关于方法调用的那节，会详细介绍到这个invokevirtual指令。下图演示了输入为”b”的情况下，这个swith语句是如何执行的。

如果有几个分支的hashcode是一样的话，比如说“FB”和”Ea”，它们的hashCode都是28，得简单的调整下equals方法的处理流程来进行处理。在下面的这个例子中，34行处的字节码ifeg 42会跳转到另一个String.equals方法调用，而不是像前面那样执行lookupswitch指令，因为前面的那个例子中hashCode没有冲突。(译注：这里一般容易弄混淆，认为ifeq是字符串相等，为什么要跳到下一处继续比较字符串？其实ifeq是判断栈顶元素是否和0相等，而栈顶的值就是String.equals的返回值，而true,也就是相等，返回的是1，false返回的是0，因此ifeq为真的时候表明返回的是false，这会儿就应该继续进行下一个字符串的比较）

[code lang=”java”]
public int simpleSwitch(String stringOne) {
switch (stringOne) {
case "FB":
return 0;
case "Ea":
return 2;
default:
return 4;
}
}
[/code]

这段代码会生成下面的字节码：

[code lang=”java”]
0: aload_1
1: astore_2
2: iconst_m1
3: istore_3
4: aload_2
5: invokevirtual #2 // Method java/lang/String.hashCode:()I
8: lookupswitch {
default: 53
count: 1
2236: 28
}
28: aload_2
29: ldc #3 // String Ea
31: invokevirtual #4 // Method java/lang/String.equals:(Ljava/lang/Object;)Z
34: ifeq 42
37: iconst_1
38: istore_3
39: goto 53
42: aload_2
43: ldc #5 // String FB
45: invokevirtual #4 // Method java/lang/String.equals:(Ljava/lang/Object;)Z
48: ifeq 53
51: iconst_0
52: istore_3
53: iload_3
54: lookupswitch {
default: 84
count: 2
0: 80
1: 82
}
80: iconst_0
81: ireturn
82: iconst_2
83: ireturn
84: iconst_4
85: ireturn
[/code]

###循环语句

if-else和switch这些条件流程控制语句都是先通过一条指令比较两个值，然后跳转到某个分支去执行。

for循环和while循环这些语句也类似，只不过它们通常都包含一个goto指令，使得字节码能够循环执行。do-while循环则不需要goto指令，因为它们的条件判断指令是放在循环体的最后来执行。

有一些操作码能在单条指令内完成整数或者引用的比较，然后根据结果跳转到某个分支继续执行。而比较double,long,float这些类型则需要两条指令。首先会将两个值进行比较，然后根据结果把1，-1，0压入操作数栈中。然后再根据栈顶的值是大于小于或者等于0，来决定下一步要执行的指令的位置。这些指令在上一篇文章中有详细的介绍。

####while循环

while循环包含条件跳转指令比如if_icmpge 或者if_icmplt（前面有介绍）以及goto指令。如果判断条件不满足的话，会跳转到循环体后的第一条指令继续执行，循环结束（译注：这里判断条件和代码中的正好相反，如代码中是i<2，字节码内是i>=2，从字节码的角度看，是满足条件后循环中止）。循环体的末尾是一条goto指令，它会跳转到循环开始的地方继续执行，直到分支跳转的条件满足才终止。

[code lang=”java”]

public void whileLoop() {
int i = 0;
while (i < 2) {
i++;
}
}

[/code]

编译完后是：

[code lang=”java”]

0: iconst_0
1: istore_1
2: iload_1
3: iconst_2
4: if_icmpge 13
7: iinc 1, 1
10: goto 2
13: return

[/code]

if_icmpge指令会判断局部变量区中的1号位的变量（也就是i，译注：局部变量区从0开始计数，第0位是this)是否大于等于2，如果不是继续执行，如果是的话跳转到13行处，结束循环。goto指令使得循环可以继续执行，直到条件判断为真，这个时候会跳转到紧挨着循环体后边的return指令处。iinc是少数的几条能直接更新局部变量区里的变量的指令之一，它不用把值压到操作数栈里面就能直接进行操作。这里iinc指令把第1个局部变量（译注：第0个是this）自增1。

for循环和while循环在字节码里的格式是一样的。这并不奇怪，因为每个while循环都可以很容易改写成一个for循环。比如上面的while循环就可以改写成下面的for循环，当然了它们输出的字节码也是一样的：

[code lang=”java”]

public void forLoop() {
for(int i = 0; i < 2; i++) {

}
}

[/code]

####do-while循环

do-while循环和for循环，while循环非常类似，除了一点，它是不需要goto指令的，因为条件跳转指令在循环体的末尾，可以用它来跳转回循环体的起始处。

[code lang=”java”]

public void doWhileLoop() {
int i = 0;
do {
i++;
} while (i < 2);
}

[/code]

这会生成如下的字节码：

[code lang=”java”]

0: iconst_0
1: istore_1
2: iinc 1, 1
5: iload_1
6: iconst_2
7: if_icmplt 2
10: return

[/code]

本文最早发表于本人博客：http://it.deepinmind.com