本来这节内容是打算直接讲字节码指令的，但讲之前又必须得先讲指令集架构，而指令集架构又分为两种，一种是基于栈的，一种是基于寄存器的。

那不妨我们这节就单独来讲讲栈虚拟机和寄存器虚拟机，它们有什么不同，以及各自的优缺点。

栈和寄存器

栈（stack），有些地方喜欢称呼它为堆栈，我就很不喜欢，很容易和 heap（堆）搞混，尤其是对于新手来说，简直就是虐心。

栈是一种非常有用的数据结构，它就像一摞盘子，第一个放在最下面，第二个放在第一个上面，第三个放在第二个上面，最后一个放在最上面。

对于这一摞盘子，我们可以做两件事情：

• 在最上面放一个新盘子
• 把顶部的盘子拿走

这两件事情做起来很容易，但如果从中间或者底部抽出来一个盘子，就很难办到。如果我们想要拿到最下面的盘子，就必须把它上面的所有盘子都拿走，像这样的一个操作，我们称之为后进先出，也就是“Last In First Out”（简称 LIFO）——最后的一个进的，最先出去。

对于栈这样一个数据结构来说，它有两个常见的动作：

• push，中文释义有很多种，我个人更喜欢叫它“压入”，非常形象。当我们要把一个元素放入栈的顶部，这个动作就叫做 push。
• pop，同样的，我个人更喜欢叫它“弹出”，带有很强烈的动画效果，有没有？当我们要从栈中移除一个元素时，这个动作就叫做 pop。

对于上面这幅图来说，3 这个元素最后放进去，却是最先被移除的——遵循 LIFO 的原则。

寄存器（Register）是中央处理器（CPU）内用来暂存指令、数据和地址的存储器，也是 CPU 中读写最快的存储器。

从硬件层面来说，栈位于内存当中，而寄存器位于 CPU 当中，这也是为什么，我们通常会说，基于寄存器架构的虚拟机会比基于栈的虚拟机快的原因。

基于栈的虚拟机

前面我们讲 JDK 的发展历程时，提到了 Hotspot VM，它是血缘最正统的 Java 虚拟机。

HotSpot VM 是基于栈的一种虚拟机，当 Java 程序运行时，HotSpot VM 加载编译后的字节码文件（也就是.class 文件），其解释器或JIT编译器会读取文件中的字节码指令，将它们解释（或编译）为机器码。

方法调用和执行过程中的数据（如局部变量和中间结果）会存储在栈（操作数栈，下面会讲）中，字节码指令操作这些数据，然后执行程序逻辑。

下面这幅图我们之前在讲JVM 是如何运行 Java 代码的时候讲过。