「探索发现」通过反汇编Java字节码文件输出字节码指令探索有关i++的问题

2019-02-20 dev Java, 反汇编, 字节码, 探索发现 0 评论

问题引出

昨天下午，和一个朋友聊找工作需要复习的知识点的时候，他突然问了我这么一道程序题。

1
2
3

int i = 0;
i = i++;
最后i是多少？

于是想了想便回答i = 1，但是没想到朋友说答案是i = 0。似乎有些出乎意料，印象里，i++是先将i的值赋值于指定变量后再做自增的。这里的代码不是应该是类似于

1 2	i=i; i=i+1;

如果是这样的话那i的值应该为1才是呀！疑惑不解！！！随后朋友便发来了几张程序运行图为他的答案做出了有力的支撑。

当i = i++时

当i = i++时

当i = i++ + i++时

当i = i++ + i++时

当i = i++ + i++ + i++时

当i = i++ + i++ + i++时

看到了这些运行结果的截图，也不得不相信，但是心里还是充满了疑惑。

寻根问底

对于这种现象，首先想到是不是i++与赋值操作是同时执行的？又或者，虚拟机在实现这类计算的时候是不是做了什么神奇的操作？怀抱着疑惑与求之的心态，开始了探索之旅。

i++与赋值操作是同时执行？

通过多次的运算后排除了这种可能性。

虚拟机是怎么实现这类运算的？

首先想到了Android上常见到的smali语言的虚拟机指令，所以百度了一下java相关的虚拟机指令的文章，看到了通过javap命令可以反汇编输出java虚拟机的字节码指令，于是考虑用这种方法进一步尝试。

着手实验

测试代码

首先写了一个简单的java测试代码，代码里面的main()方法就只有两行简单的语句。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        i = i++;
    }
}

反汇编java字节码文件

写好了demo之后，通过命令行窗口进行下一步操作。如图所示，通过javap命令输出反汇编后的文件内容，得到了java虚拟机的字节码指令。

反汇编java字节码文件

理解指令处理流程

虽然以前有看过smali语法和一些简单的汇编语法，但是看到这个java的字节码指令后完全懵逼了。这些指令是什么意思都不知道，更别提阅读了。通过一番的搜索，查找到相关资料后，得到了一篇还比较全面的指令解释的文章。
https://www.cnblogs.com/tenghoo/p/jvm_opcodejvm.html。
根据文章里的内容整理出了反汇编后出现的几个指令的意思。

iconst_n                将int型(n)推送至栈顶
istore_n                将栈顶int型数值存入第n+1个本地变量
iload_n                 将第n+1个int型本地变量推送至栈顶
iinc n, m               局部变量自增指令,将第n+1个本地变量自增m

顺着上面的这几条指令看，慢慢的揭开i=i++，最后i=0的神秘面纱了。