Java进阶--Java中 i++完全解析

在讲 i++与++i之前先看两个在笔试面试中经常遇到的题目：
题目1

//代码1        int x=2;         int b=(x++)*3;        System.out.println(b);/* 输出结果为：6*/

题目2

//代码1       int i=0;       for(int j=0;j<100;j++)                     i=i++;          System.out.println(i);/* 输出结果为：0*/

题目3

public  int inc()   {       int x;       try {        x=1;        return x;    } catch (Exception e) {        x=2;        return x;    }    finally{        x=3;       }          }

上面的输出结果在Java中是正确的，跟Java自身的处理机制有关，Java虚拟机执行字节码是基于栈的体系结
构。 下面就来具体分析一下为什么会有如此奇怪的结果，在Java中变量在运算的时候涉及到两个区域这两个区域分别为 stack 区域和 local variable 区域，stack 在变量进行运算时会用到，而local variable区域用来保存局部变量的值。先看看题目1的字节码：

   L0    LINENUMBER 7 L0    ICONST_2    ISTORE 1   L1    LINENUMBER 8 L1    ILOAD 1    IINC 1 1    ICONST_3    IMUL    ISTORE 2   L2    LINENUMBER 9 L2    GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;    ILOAD 2    INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (I)V   L3    LINENUMBER 14 L3    RETURN

先对上面的指令进行一个讲解：

① ICONST_2：将2压入到stack中。

②ISTORE 1：将stack中的值取出存放到 local variable 区域的位置1处。

③ILOAD 1：local variable 区域的位置1处的值压入到stack中。

④IINC 1 1：将local variable 区域的位置1处的值加1。

⑤ICONST_3：将3压入到stack中。

⑥IMUL：弹出stack中的两个元素，相乘将结果压入到stack中。

⑦ISTORE 2：将stack中的结果取出存放到local variable区域。

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下面是题目1运行时stack和local variable区域的值的情况：
① ICONST_2 ：将2压入到stack中。

②ISTORE 1：将stack中的值取出存放到 local variable 区域的位置1处。

③ILOAD 1：local variable 区域的位置1处的值压入到stack中。

④IINC 1 1：将local variable 区域的位置1处的值加1。

⑤ICONST_3：将3压入到stack中。

⑥IMUL：弹出stack中的两个元素，相乘将结果压入到stack中。

⑦ISTORE 2：将stack中的结果取出存放到local variable区域。

最后输出的是local variable中位置2的值，上面计算结果比较好理解关键在于④IINC 1 1这一步直接将local variable中位置1的值加1并不是放到stack中加1，stack中的2后面一直未改变。也就是说stack相当于一个中转站。
题目1清楚后题目2也是比较好理解的，下面直接上题目2的字节码，对照着字节码看更清楚整个流程。

   L0    LINENUMBER 7 L0    ICONST_0    ISTORE 1   L1    LINENUMBER 8 L1    ICONST_0    ISTORE 2   L2    GOTO L3   L4    LINENUMBER 9 L4   FRAME APPEND [I I]    ILOAD 1    IINC 1 1    ISTORE 1   L5    LINENUMBER 8 L5    IINC 2 1   L3   FRAME SAME    ILOAD 2    BIPUSH 100    IF_ICMPLT L4    L6    LINENUMBER 10 L6    GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;    ILOAD 1    INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (I)V   L7    LINENUMBER 11 L7    RETURN//-----------------------------------字节码public int inc（）；Code：Stack=1，Locals=5，Args_size=10：iconst_1//try块中的x=11：istore_12：iload_1//保存x到returnValue中，此时x=13：istore 45：iconst_3//finaly块中的x=36：istore_17：iload 4//将returnValue中的值放到栈顶，准备给ireturn返回9：ireturn10：astore_2//给catch中定义的Exception e赋值，存储在Slot 2中11：iconst_2//catch块中的x=212：istore_113：iload_1//保存x到returnValue中，此时x=214：istore 416：iconst_3//finaly块中的x=317：istore_118：iload 4//将returnValue中的值放到栈顶，准备给ireturn返回20：ireturn21：astore_3//如果出现了不属于java.lang.Exception及其子类的异常才会走到这里22：iconst_3//finaly块中的x=323：istore_124：aload_3//将异常放置到栈顶，并抛出25：athrowException table：from to target type0 5 10 Class java/lang/Exception0 5 21 any10 16 21 any

题目3中涉及到异常，但是对题目3的分析能够让我们更加理解jvm的运行机制。这段代码的返回值应该是多少？对Java语言熟悉的读者应该很容易说出答案：如果没有出现异常，返回值是1；如果出现了Exception异常，返回值是2；如果出现了Exception以外的异常，方法非正常退出，没有返回值。

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分析一下题目3字节码的执行过程，从字节码的层面上看看为何会有这样的返回结果。字节码中第0～4行所做的操作就是将整数1赋值给变量x，并且将此时x的值复制一份副本到最后一个本地变量表的returnValue中如果这时没有出现异常，则会继续走到第5～9行，将变量x赋值为3，然后将之前保存在returnValue中的整数1读入到操作栈顶，最后ireturn指令会以int形式返回操作栈顶中的值，方法结束。 如果出现了异常，PC寄存器指针转到第10行，第10～20行所做的事情是将2赋值给变量x，然后将变量x此时的值赋给returnValue，最后再将变量x的值改为3。 方法返回前同样将returnValue中保留的整数2读到了操作栈顶。 从第21行开始的代码，作用是变量x的值赋为3，并将栈顶的异常抛出，方法结束。
注意：理解整个过程需要注意的一点是return x不是直接返回x的值返回的是x的一个副本，遇到return x时就local variable中保存一个x的副本，然后再返回 x的副本。