深入JVM(1): 由i++ 和++i的执行速度所想到的

 

i++

++i

i-=-1

i+=1

 

以上的四句代码，问那句的执行速度更快？

对于C/C++程序员来说，可能首先想到的就是i++和++i要比其他两者要快一些,但是在Java中是不是这样的呢？

我们可以对他进行一些分析，首先当然想到的是对这些语句利用Java的System.currentTimeMillis()计算单个语句运行很多次(如10亿次)后的时间，然后作比较.

例如这样:

测试环境:(1)Windows XP sp3 (2)JDK "1.6.0_07"   Client VM (build 10.0-b23, mixed mode, sharing)

 

public class Increment {
    public int preIncrement() {
        int i = 0;
        ++i;
        return i;
    }

    public int postIncrement() {
        int i = 0;
        i++;
        return i;
    }

    public int negative() {
        int i = 0;
        i -= -1;
        return i;
    }

    public int plusEquals() {
        int i = 0;

        i += 1;
        return i;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Increment in = new Increment();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            in.preIncrement();
        }

        System.out.println("preIncrement:"
                + (System.currentTimeMillis() - start));

        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            in.postIncrement();
        }

        System.out.println("postIncrement:"
                + (System.currentTimeMillis() - start));

        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            in.negative();
        }

        System.out.println("negative:" + (System.currentTimeMillis() - start));

        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            in.plusEquals();
        }

        System.out
                .println("plusEquals:" + (System.currentTimeMillis() - start));

    }
}

 

运行结果，发现四次结果都不一样但是差别极其微小，如图:

但是这样我们是不是就可以说，这四个语句的运行在Java中是有差别或者是无差别的呢？当然不能这样去说，这个程序的具体运行还受限于当前机器的所运行的其他程序以及JVM中的JIT引擎对执行代码的优化等。

其实一个比较合理的办法利用Javap反汇编这个文件，去看看反汇编后各个方法所生成的字节码，由于JVM在运行的时候就是执行这些中间代码，所以比较能够说明问题.

然后我运行javap –c –v com.jni.test.tracker.object.Increment去反汇编这个代码，得到了preIncrement，postIncrement，negative，plusEquals方法各自的字节码如下：

public int preIncrement();
  Code:
   Stack=1, Locals=2, Args_size=1
   0:   iconst_0
   1:   istore_1
   2:   iinc    1, 1
   5:   iload_1
   6:   ireturn
  LineNumberTable:
   line 5: 0
   line 6: 2
   line 7: 5

  LocalVariableTable:
   Start  Length  Slot  Name   Signature
   0      7      0    this       Lcom/jni/test/tracker/object/Increment;
   2      5      1    i       I


public int postIncrement();
  Code:
   Stack=1, Locals=2, Args_size=1
   0:   iconst_0
   1:   istore_1
   2:   iinc    1, 1
   5:   iload_1
   6:   ireturn
  LineNumberTable:
   line 11: 0
   line 12: 2
   line 13: 5

  LocalVariableTable:
   Start  Length  Slot  Name   Signature
   0      7      0    this       Lcom/jni/test/tracker/object/Increment;
   2      5      1    i       I


public int negative();
  Code:
   Stack=1, Locals=2, Args_size=1
   0:   iconst_0
   1:   istore_1
   2:   iinc    1, 1
   5:   iload_1
   6:   ireturn
  LineNumberTable:
   line 17: 0
   line 18: 2
   line 19: 5

  LocalVariableTable:
   Start  Length  Slot  Name   Signature
   0      7      0    this       Lcom/jni/test/tracker/object/Increment;
   2      5      1    i       I


public int plusEquals();
  Code:
   Stack=1, Locals=2, Args_size=1
   0:   iconst_0
   1:   istore_1
   2:   iinc    1, 1
   5:   iload_1
   6:   ireturn
  LineNumberTable:
   line 23: 0
   line 25: 2
   line 26: 5

  LocalVariableTable:
   Start  Length  Slot  Name   Signature
   0      7      0    this       Lcom/jni/test/tracker/object/Increment;
   2      5      1    i       I

 

令人惊讶的是，虽然这四个方法是不一样的，但是经过Java编译器优化后，我们发现生成的四个方法的bytecode实际都是一样的。

下面简单讲解一下这几句bytecode

iconst_0:将int类型的值0压入栈

istore_1: 从栈中弹出int类型值，然后将其存到位置为0的局部变量中

iinc 1,1 : 为局部变量中位置为1的int数 加1

iload_1 : 将局部变量中位置为1的int变量入栈

ireturn : 从栈中弹出int类型值。