程序流程离不开条件控制，为了支持条件跳转，虚拟机提供了大量字节码指令，大体上可以分为
1)比较指令、
2)条件跳转指令、
3)比较条件跳转指令、
4)多条件分支跳转指令、
5)无条件跳转指令等。

一、条件跳转指令

1.1、说明

条件跳转指令通常和比较指令结合使用。在条件跳转指令执行前，一般可以先用比较指令进行栈顶元素的准备，然后进行条件跳转。
条件跳转指令有: ifeq, iflt, ifle, ifne, ifgt，ifge，ifnull，ifnonnull。这些指令都接收两个字节的操作数，用于计算跳转的位置(16位符号整数作为当前位置的offset)。
它们的统一含义为:弹出栈顶元素，测试它是否满足某一条件，如果满足条件，则跳转到给定位置。

具体说明：
image.png
注意：

  1. 与前面的运算规则一致：
    1. 对于boolean、byte、char、short类型的条件分支比较操作，都是使用int类型的比较指令完成
    2. 对于long、float、double类型的条件分支比较操作，则会先执行相应类型的比较运算指令，运算指令会返回一个整型值到操作数栈中，随后再执行int类型的条件分支比较操作来完成整个分支跳转
  2. 由于各类型的比较最终都会转为 int类型的比较操作，所以Java虚拟机提供的int类型的条件分支指令是最为丰富和强大的。

    1.2、举例

    1.2.1 例子一：数字比较
    ifne 12(+9)是指是否等于0，如果等于就跳转到操作码12的位置，如果不等于就继续向下执行，goto 15(+6)是指跳转到操作码15的位置
    image.png
    跟不等于进行对比
    image.png
    1.2.2 例子二：字符串比较
    image.png
    1.2.3 例子三：结合比较指令
    fcompg比较9.0<10.0，如果大于就压入一个-1，ifge是比较-1>=0，条件不满足，不用跳转，指令继续往下走，iconst_1往操作数栈中压入一个1，在调取invokevirual #5 PrintStream.println方法的时候它会将1转换成true后再进行输出。image.png
    image.png
    跟小于做比较
    image.png
    image.png
    两个int的数值比较在比较条件跳转指令中

    二、比较条件跳转指令

    2.1、说明

    比较条件跳转指令类似于比较指令和条件跳转指令的结合体，它将比较和跳转两个步骤合二为一。

这类指令有:ificmpeq、if_icmpne、if_icmplt、if_icmpgt、 if_icmple、if_icmpge、if_acmpeq和if_acmpne。其中指令助记符加上“if”后，以字符“i”开头的指令针对int型整数操作(也包括short和byte类型)，以字符“a”开头的指令表示对象引用的比较。

具体说明：
image.png
这些指令都接收两个字节的操作数作为参数，用于计算跳转的位置。同时在执行指令时，栈顶需要准备两个元素进行比较。指令执行完成后，栈顶的这两个元素被清空，且没有任何数据入栈。如果预设条件成立，则执行跳转，否则，继续执行下一条语句。

2.2、举例

image.png
image.png
image.png

三、多条件分支跳转

3.1、多条件分支跳转指令

多条件分支跳转指令是专为switch-case语句设计的，主要有tableswitch和lookupswitch。
image.png
从助记符上看，两者都是switch语句的实现，它们的区别:

  • tableswitch要求多个条件分支值是连续的，它内部只存放起始值和终止值，以及若干个跳转偏移量，通过给定的操作数index，可以立即定位到跳转偏移量位置，因此效率比较高。
  • 指令lookupswitch内部存放着各个离散的case-offset对，每次执行都要搜索全部的case-offset对，找到匹配的case值，并根据对应的offset计算跳转地址，因此效率较低。

指令tableswitch的示意图如下图所示。由于tableswitch的case值是连续的，因此只需要记录最低值和最高值，以及每一项对应的offset偏移量，根据给定的index值通过简单的计算即可直接定位到offset。
image.png
指令lookupswitch处理的是离散的case值，但是出于效率考虑，将case-offset对按照case值大小排序，给定index时，需要查找与index相等的case,获得其offset,如果找不到则跳转到default。指令lookupswitch 如下图所示
image.png

3.2、举例

连续的case
image.png
如果代码case里没有break那字节码中就没有goto(无条件跳转指令)
image.png
不连续的case
image.png
代码：
image.png
字节码：

  1.   0 aload_1
  2.   1 astore_2
  3.   2 iconst_m1
  4.   3 istore_3
  5.   4 aload_2
  6.   5 invokevirtual #19 <java/lang/String.hashCode>
  7.   8 lookupswitch 4
  8.     -1842350579:  52 (+44)
  9.     -1837878353:  66 (+58)
  10.     -1734407483:  94 (+86)
  11.     1941980694:  80 (+72)
  12.     default:  105 (+97)
  13.  52 aload_2
  14.  53 ldc #20 <SPRING>
  15.  55 invokevirtual #21 <java/lang/String.equals>
  16.  58 ifeq 105 (+47)
  17.  61 iconst_0
  18.  62 istore_3
  19.  63 goto 105 (+42)
  20.  66 aload_2
  21.  67 ldc #22 <SUMMER>
  22.  69 invokevirtual #21 <java/lang/String.equals>
  23.  72 ifeq 105 (+33)
  24.  75 iconst_1
  25.  76 istore_3
  26.  77 goto 105 (+28)
  27.  80 aload_2
  28.  81 ldc #23 <AUTUMN>
  29.  83 invokevirtual #21 <java/lang/String.equals>
  30.  86 ifeq 105 (+19)
  31.  89 iconst_2
  32.  90 istore_3
  33.  91 goto 105 (+14)
  34.  94 aload_2
  35.  95 ldc #24 <WINTER>
  36.  97 invokevirtual #21 <java/lang/String.equals>
  37. 100 ifeq 105 (+5)
  38. 103 iconst_3
  39. 104 istore_3
  40. 105 iload_3
  41. 106 tableswitch 0 to 3    0:  136 (+30)
  42.     1:  139 (+33)
  43.     2:  142 (+36)
  44.     3:  145 (+39)
  45.     default:  145 (+39)
  46. 136 goto 145 (+9)
  47. 139 goto 145 (+6)
  48. 142 goto 145 (+3)
  49. 145 return

四、无条件跳转

4.1、无条件跳转指令

目前主要的无条件跳转指令为goto。指令goto接收两个字节的操作数，共同组成一个带符号的整数，用于指定指令的偏移量，指令执行的目的就是跳转到偏移量给定的位置处。
如果指令偏移量太大，超过双字节的带符号整数的范围，则可以使用指令goto_w,它和goto有相同的作用，但是它接收4个字节的操作数，可以表示更大的地址范围。
指令jsr、jsr_w、 ret虽然也是无条件跳转的，但主要用于try-finally语句，且已经被虚拟机逐渐废弃，故不在这里介绍这两个指令。
image.png

4.2、举例

image.png
用int类型进行加加或者减减都是iinc 1 by 1，double类型是通过加载一个1(dconst_1)在和局部变量中dload_1的值进行相加完成的，所以循环中用int进行加加和减减效果会好些。
image.png
image.png
while和for在字节码层面都是一样的，唯一不同的是i的作用域有差别。
image.png
image.png