java 中的 i++ 与 ++i 分析

今天偶然看到单位一大湿的代码,里面有个for循环,类似于:
for (int i = 0; i < 10; ++i)
突然想起来记得几年前的一次面试被人问起过,i++ 和++i 的实现原理,还有在java中怎么写效率比较高?
我当时的表情是这样:😒

好吧,想并不能得出什么结论,先搞几行代码分析一波

public class TestStack {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        System.out.println(a++);

        int b = 10;
        System.out.println(++b);
    }
}

代码不是重点,当然结果也不是

10
11

Process finished with exit code 0

在分析之前,我们先扯点别的话题😀
当年大家刚刚接触java时,说起JVM的内存,可能大多数人首先想到的就是堆和栈了。诚然,最具代表的肯定要数,我们就聊一聊

摘一段《深入理解Java虚拟机》中对栈的描述:
栈是线程私有的;
每个方法在执行的时候会创建一个栈帧,存储了局部变量表,操作数栈,动态连接,方法返回地址等;
每个方法从调用到执行完毕,对应一个栈帧在虚拟机栈中的入栈和出栈;
通常所说的栈,一般是指虚拟机栈中的局部变量表部分;
局部变量表所需的内存在编译期间完成分配;
如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,则StackOverflowError;
如果虚拟机栈可以动态扩展,扩展到无法申请足够的内存,则OutOfMemoryError;

栈帧中对数据的操作,离不开局部变量表(存储当前方法需要的局部变量的值或对象的指针等)和操作数栈(参数在指令之间的传递等),而之所以打印i++和++i造成的结果的差异,原因是变量运算与传递时造成的不同。那么我们现在就分析一下上面程序的字节码,查看指令执行的不同吧
(为节省篇幅贴出部分字节码)

       public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
            // i++
            flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
            Code:
            stack=2, locals=3, args_size=1
            0: bipush        10      // 将10压栈
            2: istore_1              // 10弹栈存于本地变量表索引为1的位置
            3: getstatic     #2      // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
            6: iload_1               // 从本地变量表为1的位置获取数据压栈(值为10)
            7: iinc          1, 1    // 将本地变量表1的位置,加1,此时值为11(后面的两个1,前面为本地变量表索引,后为增加的数值)
            10: invokevirtual #3     // 调取打印方法,此方法从当前栈顶获取数据(值为10)Method java/io/PrintStream.println:(I)V
            // ++1
            13: bipush        10     // 将10压栈
            15: istore_2             // 将10弹栈存于本地变量表索引为2的位置
            16: getstatic     #2     // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
            19: iinc          2, 1   // 将本地变量表索引为2的位置的值加1
            22: iload_2              // 将本地变量表索引为2的位置的值压入栈顶(值为11)
            23: invokevirtual #3     // 调取打印方法,此时栈顶值为11 Method java/io/PrintStream.println:(I)V
            26: return
            LineNumberTable:
            line 11: 0
            line 12: 3
            line 14: 13
            line 15: 16
            line 16: 26
            LocalVariableTable:
            Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      27     0  args   [Ljava/lang/String;
            3      24     1     a   I
            16     11     2     b   I

上面的字节码已经很明确的说明了问题,i++是先将当前值压入栈顶,然后执行+1操作后并没有回写栈顶的值,而是将原值打印输出,而++1是先将当前值+1,然后再压入栈顶,再执行输出。至于在java中,这两个操作到底哪个效率高?相信大家也看到了,其实两种操作执行的指令是相同的,只是顺序不同罢了,所以几乎没有效率上的差别。

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