在Java中使用i++時需要注意哪些問題

本篇文章為大家展示了在Java中使用i++時需要注意哪些問題，內容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。

字節碼

• Java字節碼對于虛擬機，就好像匯編語言對于計算機，屬于基本執行指令。
• 虛擬機的指令由一個字節長度的、代表著某種特定操作含義的數字（稱為操作碼，Opcode）以及跟隨其后的零至多個代表此操作所需參數（稱為操作數，Operands）而構成。由于Java虛擬機采用面向操作數棧而不是寄存器的結構，所以大多數的指令都不包含操作數，只有一個操作碼。

局部變量表

局部變量表：Local Variables，被稱之為局部變量數組或本地變量表

定義為一個數字數組，主要用于存儲方法參數和定義在方法體內的局部變量，這些數據類型包括各類基本數據類型、對象引用（reference），以及returnAddress類型。

由于局部變量表是建立在線程的棧上，是線程的私有數據，因此不存在數據安全問題。

局部變量表所需的容量大小是在編譯期確定下來的，并保存在方法的Code屬性的maximum local variables數據項中。在方法運行期間是不會改變局部變量表的大小的。

操作數棧

操作數棧：Operand Stack ，使用數組實現的。

每一個獨立的棧幀除了包含局部變量表以外，還包含一個后進先出（Last - In - First -Out）的 操作數棧，也可以稱之為 表達式棧（Expression Stack）

操作數棧，在方法執行過程中，根據字節碼指令，往棧中寫入數據或提取數據，即入棧（push）和 出棧（pop）

• 某些字節碼指令將值壓入操作數棧，其余的字節碼指令將操作數取出棧。使用它們后再把結果壓入棧
• 比如：執行復制、交換、求和等操作
• 操作數棧，主要用于保存計算過程的中間結果，同時作為計算過程中變量臨時的存儲空間。
   

接下來就是本文的正式內容，首先，我們先給出兩個結論：

• i++與++i在不同情況下可能會有不同的結論；
• 實例變量/類變量的i++并不是一個原子性的操作。
   

首先我們看一下i++與++i的解析：

當i++或者++i沒有涉及到其他操作時，兩者是沒有區別的。

// i++
public void method1(){
 int i = 10;
 i++;
}
// ++i
public void method2(){
 int i = 10;
 ++i;
}

對應的字節碼指令操作為：

// method1
0 bipush 10 // 將10這個整數壓入操作數棧
2 istore_1	// 將操作數棧棧頂元素保存到局部變量表中索引為1處
3 iinc 1 by 1 // 局部變量表中索引為1處的元素，也就是i進行自增(這一步是在局部變量表上直接進行的，與操作數棧無關)
6 return // 方法返回

// method2
0 bipush 10
2 istore_1
3 iinc 1 by 1 // ++i
6 return

其中關于給出的具體字節碼細節以及棧幀中操作數棧、局部變量表在本文開頭給出了一些簡介，具體內容不展開描述，讀者可翻閱與之有關的資料。

通過反編譯可以看出，i++與++i的字節碼在沒有和其他操作組合時，字節碼是完全相同的。

當i++或者++i涉及到其他操作時，兩者的字節碼會有一些改變。

public void method7(){
  int i = 10;
  int a = i++;

  int j = 20;
  int b = ++j;
 }

對應的的字節碼指令：

 0 bipush 10
 2 istore_1	
 3 iload_1		// i++先從局部變量表中讀取i到操作數棧
 4 iinc 1 by 1	// i直接在局部變量表上進行自增
 7 istore_2		// 將操作數棧上讀取到的i的值賦值給a，也就是10
 8 bipush 20
10 istore_3
11 iinc 3 by 1	// ++j則先在局部變量表上進行自增
14 iload_3		// 再從局部變量表中讀取j到操作數棧
15 istore 4		// 將操作數棧上讀取到的j的值賦值給b，也就是21
17 returns

通過反編譯可以看出，i++與++i的字節碼在沒有和其他操作組合時，i++是先取值再自增，而++i是先自增再取值。

還有一個關于i=i++的解析：

public void method8(){
  int i = 10;
  i = i++;
  System.out.println(i);//10
 }

對應的字節碼指令：

 0 bipush 10
 2 istore_1
 3 iload_1		// 從局部變量表中讀取i到操作數棧
 4 iinc 1 by 1	// i直接在局部變量表上進行自增，此時i = 11
 7 istore_1		// 將之前操作數棧上讀取到的i的值賦值給i，之前自增的值被覆蓋了，i = 10
 8 getstatic #2 <java/lang/System.out>
11 iload_1
12 invokevirtual #5 <java/io/PrintStream.println>
15 return

然后看一下實例變量i++這行代碼的對應的字節碼

首先我們定義一個類

/**
 * @author XiaoLe
 * @create 2020-12-04 21:15
 * @description
 */
public class Test {
 private int i = 0;
 public void test(){
  i++；
 }
}

通過反編譯查看test方法中的字節碼：

 0 aload_0	
 1 dup
 2 getfield #2 <day001/Test.i> // 獲取到Test的i變量的值
 5 iconst_1	// 將int類型常量1壓入棧
 6 iadd	// 棧頂兩個元素相加后返回值入棧
 7 putfield #2 <day001/Test.i>
10 return

可以看到，i++這行代碼被拆分為三個字節碼，所以在一些并發情況下，i++如果不做同步處理，就可能會出現數據非一致性。

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