java - Java 中 `for` 循环指令的意外排序

Question

考虑以下极其简单的循环，它的间隔有点有趣:

    /* 01 */  System.out.println(10);
    /* 02 */  for(
    /* 03 */        int i = 0; 
    /* 04 */        i < 100; 
    /* 05 */        i++)
    /* 06 */    System.out.println(i);

第 1 行并不重要。它只是在循环本身之前为 Eclipse 调试器创建一个起点。

当我在调试器中运行我的代码时，我希望看到以下行的运行时顺序:

1, 3, 4，然后是一系列重复的 6, 5, 4, (6, 5, 4, 6, 5, 4, 6, 5, 4...)

相反，我得到的是

1, 3, 4，然后是重复的系列 2, 6, 5, 4, (2, 6, 5, 4, 2, 6, 5, 4...)

显然这没有什么实际意义——循环完全按预期运行。但我计划为我的类(class)创建一个新概念的演示，这个额外的执行步骤使得我正在展示的(有点困难的)代码更难在调试器中遵循。

我希望能够通过向他们解释发生了什么来消除一些困惑。为什么第 2 行被重新表示为一个步骤？那一刻发生了什么？

Answer 1

发生这种情况是因为 Java 字节码有一条用于比较+跳转的融合指令，一条指令是可以具有行号或可以单步执行的最小量程。

您正在使用的 Eclipse ECJ 似乎强调了跳转，并将比较+跳转注释为 for 循环本身的一部分。这会导致在每次比较/跳转期间在 02 上停止。

OpenJDK 似乎强调“比较”方面，并将其注释为 for 循环条件的一部分。这给出了您期望的结果，在 02 上没有停止。

两者都没有直接错误，但我也倾向于赞成您的解释。也许您可以说服 Eclipse 使用 OpenJDK 进行这个特定的演示，或者使用不同的 Java 调试器？

下面是反汇编的字节码+调试信息。欧洲法院将条件放在底部:

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: getstatic     #16                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: bipush        10
       5: invokevirtual #22                 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
       8: iconst_0
       9: istore_1
      10: goto          23
      13: getstatic     #16                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      16: iload_1
      17: invokevirtual #22                 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
      20: iinc          1, 1
      23: iload_1
      24: bipush        100
      26: if_icmplt     13               // HERE
      29: return
    LineNumberTable:
      line 3: 0
      line 5: 8
      line 6: 10
      line 8: 13
      line 7: 20
      line 6: 23
      line 4: 26                         /* 02 */ in your code
      line 9: 29

OpenJDK 提供了更直接的翻译，需要倒置条件，其中没有使用 for( 行注释的指令:

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: bipush        10
       5: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
       8: iconst_0
       9: istore_1
      10: iload_1
      11: bipush        100
      13: if_icmpge     29
      16: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      19: iload_1
      20: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
      23: iinc          1, 1
      26: goto          10
      29: return
    LineNumberTable:
      line 3: 0
      line 5: 8
      line 6: 10
      line 8: 16
      line 7: 23
      line 9: 29