输出 -1 在循环中变为斜杠

string java while-loop jit jvm

2022-08-31 19:39:48

令人惊讶的是，以下代码输出：

/
-1

代码：

public class LoopOutPut {

    public static void main(String[] args) {
        LoopOutPut loopOutPut = new LoopOutPut();
        for (int i = 0; i < 30000; i++) {
            loopOutPut.test();
        }

    }

    public void test() {
        int i = 8;
        while ((i -= 3) > 0) ;
        String value = i + "";
        if (!value.equals("-1")) {
            System.out.println(value);
            System.out.println(i);
        }
    }

}

我尝试了很多次来确定这种情况会发生多少次，但不幸的是，它最终不确定，我发现-2的输出有时会变成一个周期。此外，我还尝试删除 while 循环并输出 -1，没有任何问题。谁能告诉我为什么？

JDK 版本信息：

HopSpot 64-Bit 1.8.0.171
IDEA 2019.1.1

答案 1

这可以可靠地复制（或不复制，取决于你想要什么），OpenJDK（根据Oleksandr Pyrohov）和OpenJDK 13（根据Carlos Heuberger）。openjdk version "1.8.0_222"12.0.1

我运行了足够多的次数来获得这两种行为，这就是差异。-XX:+PrintCompilation

错误实现（显示输出）：

 --- Previous lines are identical in both
 54   17       3       java.lang.AbstractStringBuilder::<init> (12 bytes)
 54   23       3       LoopOutPut::test (57 bytes)
 54   18       3       java.lang.String::<init> (82 bytes)
 55   21       3       java.lang.AbstractStringBuilder::append (62 bytes)
 55   26       4       java.lang.AbstractStringBuilder::ensureCapacityInternal (27 bytes)
 55   20       3       java.lang.StringBuilder::<init> (7 bytes)
 56   19       3       java.lang.StringBuilder::toString (17 bytes)
 56   25       3       java.lang.Integer::getChars (131 bytes)
 56   22       3       java.lang.StringBuilder::append (8 bytes)
 56   27       4       java.lang.String::equals (81 bytes)
 56   10       3       java.lang.AbstractStringBuilder::ensureCapacityInternal (27 bytes)   made not entrant
 56   28       4       java.lang.AbstractStringBuilder::append (50 bytes)
 56   29       4       java.lang.String::getChars (62 bytes)
 56   24       3       java.lang.Integer::stringSize (21 bytes)
 58   14       3       java.lang.String::getChars (62 bytes)   made not entrant
 58   33       4       LoopOutPut::test (57 bytes)
 59   13       3       java.lang.AbstractStringBuilder::append (50 bytes)   made not entrant
 59   34       4       java.lang.Integer::getChars (131 bytes)
 60    3       3       java.lang.String::equals (81 bytes)   made not entrant
 60   30       4       java.util.Arrays::copyOfRange (63 bytes)
 61   25       3       java.lang.Integer::getChars (131 bytes)   made not entrant
 61   32       4       java.lang.String::<init> (82 bytes)
 61   16       3       java.util.Arrays::copyOfRange (63 bytes)   made not entrant
 61   31       4       java.lang.AbstractStringBuilder::append (62 bytes)
 61   23       3       LoopOutPut::test (57 bytes)   made not entrant
 61   33       4       LoopOutPut::test (57 bytes)   made not entrant
 62   35       3       LoopOutPut::test (57 bytes)
 63   36       4       java.lang.StringBuilder::append (8 bytes)
 63   18       3       java.lang.String::<init> (82 bytes)   made not entrant
 63   38       4       java.lang.StringBuilder::append (8 bytes)
 64   21       3       java.lang.AbstractStringBuilder::append (62 bytes)   made not entrant

正确运行（无显示）：

 --- Previous lines identical in both
 55   23       3       LoopOutPut::test (57 bytes)
 55   17       3       java.lang.AbstractStringBuilder::<init> (12 bytes)
 56   18       3       java.lang.String::<init> (82 bytes)
 56   20       3       java.lang.StringBuilder::<init> (7 bytes)
 56   21       3       java.lang.AbstractStringBuilder::append (62 bytes)
 56   26       4       java.lang.AbstractStringBuilder::ensureCapacityInternal (27 bytes)
 56   19       3       java.lang.StringBuilder::toString (17 bytes)
 57   22       3       java.lang.StringBuilder::append (8 bytes)
 57   24       3       java.lang.Integer::stringSize (21 bytes)
 57   25       3       java.lang.Integer::getChars (131 bytes)
 57   27       4       java.lang.String::equals (81 bytes)
 57   28       4       java.lang.AbstractStringBuilder::append (50 bytes)
 57   10       3       java.lang.AbstractStringBuilder::ensureCapacityInternal (27 bytes)   made not entrant
 57   29       4       java.util.Arrays::copyOfRange (63 bytes)
 60   16       3       java.util.Arrays::copyOfRange (63 bytes)   made not entrant
 60   13       3       java.lang.AbstractStringBuilder::append (50 bytes)   made not entrant
 60   33       4       LoopOutPut::test (57 bytes)
 60   34       4       java.lang.Integer::getChars (131 bytes)
 61    3       3       java.lang.String::equals (81 bytes)   made not entrant
 61   32       4       java.lang.String::<init> (82 bytes)
 62   25       3       java.lang.Integer::getChars (131 bytes)   made not entrant
 62   30       4       java.lang.AbstractStringBuilder::append (62 bytes)
 63   18       3       java.lang.String::<init> (82 bytes)   made not entrant
 63   31       4       java.lang.String::getChars (62 bytes)

我们可以注意到一个显着的差异。通过正确的执行，我们编译两次。一次在开始时，再一次在之后（大概是因为JIT注意到该方法有多热）。在 buggy 执行中被编译（或反编译）5 次。test()test()

此外，运行（解释或使用）或与（强制编译在主线程中运行，而不是并行运行），输出是有保证的，并且30000次迭代打印出很多东西，所以编译器似乎是罪魁祸首。这可以通过运行 with 来确认，该操作会禁用并且不会产生输出（在级别 4 停止会再次显示 bug）。-XX:-TieredCompilationC2-XbatchC2-XX:TieredStopAtLevel=1C2

在正确执行中，首先使用级别 3 编译该方法，然后使用级别 4 编译该方法。

在 buggy 执行中，以前的编译被分解（），然后再次在 Level 3 上编译（即，请参阅上一个链接）。made non entrantC1

因此，它绝对是中的一个错误，尽管我不完全确定它返回到级别 3 编译的事实是否会影响它（以及为什么它会返回到级别 3，仍然存在许多不确定性）。C2

您可以使用以下行生成装配体代码，以更深入地进入兔子洞（另请参阅此图以启用装配体打印）。

java -XX:+PrintCompilation -Xbatch -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintAssembly LoopOutPut > broken.asm

在这一点上，我开始耗尽技能，当以前的编译版本被丢弃时，错误的行为开始表现出来，但是我所拥有的一点点组装技能来自90年代，所以我会让比我更聪明的人从这里拿走它。

很可能已经有一个关于此的错误报告，因为代码是由其他人提供给OP的，并且因为所有代码C2都不是没有错误的。我希望这一分析对其他人和我一样具有信息量。

正如尊敬的apangin在评论中指出的那样，这是最近的一个错误。非常有义务:)所有感兴趣和乐于助人的人

答案 2

老实说，这很奇怪，因为从技术上讲，该代码应该永远不会输出，因为......

int i = 8;
while ((i -= 3) > 0);

...应始终导致（8 - 3 = 5;5 - 3 = 2;2 - 3 = -1）。更奇怪的是，它从不以IDE的调试模式输出。i-1

有趣的是，当我在转换为之前添加检查的那一刻，那么没有问题...String

public void test() {
  int i = 8;
  while ((i -= 3) > 0);
  if(i != -1) { System.out.println("Not -1"); }
  String value = String.valueOf(i);
  if (!"-1".equalsIgnoreCase(value)) {
    System.out.println(value);
    System.out.println(i);
  }
}

只有两点良好的编码实践...

宁愿使用String.valueOf()
某些编码标准指定字符串文本应为的目标，而不是参数，从而最大程度地减少 NullPointerExceptions。.equals()

我让这种情况不发生的唯一方法是使用String.format()

public void test() {
  int i = 8;
  while ((i -= 3) > 0);
  String value = String.format("%d", i);
  if (!"-1".equalsIgnoreCase(value)) {
    System.out.println(value);
    System.out.println(i);
  }
}

...从本质上讲，它看起来就像Java需要一点时间来喘口气:)

编辑：这可能完全是巧合，但打印出来的值与ASCII表之间似乎确实存在一些对应关系。

i = -1，显示的字符为（ASCII 十进制值 47）/
i = -2，显示的字符为（ASCII 十进制值为 46）.
i = -3，显示的字符为（ASCII 十进制值为 45）-
i = -4，显示的字符为（ASCII 十进制值为 44）,
i = -5，显示的字符为（ASCII 十进制值 43）+
i = -6，显示的字符为（ASCII 十进制值为 42）*
i = -7，显示的字符为（ASCII 十进制值 41）)
i = -8，显示的字符为（ASCII 十进制值 40）(
i = -9，显示的字符为（ASCII 十进制值 39）'

真正有趣的是，ASCII十进制48处的字符是值，48 - 1 = 47（字符），依此类推...0/