为什么在循环之后有一个‘`println`’时，这个循环多次循环的程序需要时间？

Question

这是我正在尝试的小代码。这个程序需要大量的时间来执行。在运行时，如果我试图通过eclipse中的终止按钮关闭它，它将返回Terminate Failed。我可以用kill -9 <PID>从终端杀死它。

但是，当我没有在程序的最后一行中打印变量结果(请检查代码的注释部分)时，程序将立即退出。

我想知道：

1. 为什么打印结果的值时执行需要时间？ 请注意，如果我不打印value**，，那么相同的循环将立即结束。**
2. 为什么eclipse不能杀死程序？

更新1: JVM似乎是在运行时优化代码(而不是在编译时)。这个帖子是有帮助的。

更新2：当我打印value的值时，jstack <PID>无法工作。只有jstack -F <PID>在工作。有可能的原因吗？

    public class TestClient {

        private static void loop() {
            long value =0;

            for (int j = 0; j < 50000; j++) {
                for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
                    value += 1;
                }
            }
            //When the value is being printed, the program 
            //is taking time to complete
            System.out.println("Done "+ value);

            //When the value is NOT being printed, the program 
            //completes immediately
            //System.out.println("Done ");
        }

        public static void main(String[] args) {
            loop();
        }
    }

Answer 1

这是一个JIT编译器优化(不是java编译器优化)。

如果将java编译器为这两个版本生成的字节代码进行比较，您将看到在这两个版本中都存在循环。

使用println的反编译方法是这样的：

private static void loop() {
    long value = 0L;

    for(int j = 0; j < '썐'; ++j) {
        for(int i = 0; i < 100000000; ++i) {
            ++value;
        }
    }

    System.out.println("Done " + value);
}

当移除println时，反编译方法就是这样的：

private static void loop() {
    long value = 0L;

    for(int j = 0; j < '썐'; ++j) {
        for(int i = 0; i < 100000000; ++i) {
            ++value;
        }
    }
}

正如你所看到的，循环仍然存在。

但是，可以使用以下JVM选项启用JIT编译器日志记录和程序集打印：

-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+LogCompilation -XX:+PrintAssembly

您还可能需要下载hsdis-amd64.dylib并放入工作目录(MacOS、HotSpot Java 8)。

在运行TestClient之后，您应该会在控制台中看到JIT编译器生成的代码。在这里，我只会张贴从输出摘录。

没有println的版本：

# {method} 'loop' '()V' in 'test/TestClient'
0x000000010e3c2500: callq  0x000000010dc1c202  ;   {runtime_call}
0x000000010e3c2505: data32 data32 nopw 0x0(%rax,%rax,1)
0x000000010e3c2510: sub    $0x18,%rsp
0x000000010e3c2517: mov    %rbp,0x10(%rsp)
0x000000010e3c251c: mov    %rsi,%rdi
0x000000010e3c251f: movabs $0x10dc760ec,%r10
0x000000010e3c2529: callq  *%r10              ;*iload_3
                                              ; - test.TestClient::loop@12 (line 9)
0x000000010e3c252c: add    $0x10,%rsp
0x000000010e3c2530: pop    %rbp
0x000000010e3c2531: test   %eax,-0x1c18537(%rip)        # 0x000000010c7aa000
                                              ;   {poll_return}
0x000000010e3c2537: retq

带有println的版本：

# {method} 'loop' '()V' in 'test/TestClient'
0x00000001092c36c0: callq  0x0000000108c1c202  ;   {runtime_call}
0x00000001092c36c5: data32 data32 nopw 0x0(%rax,%rax,1)
0x00000001092c36d0: mov    %eax,-0x14000(%rsp)
0x00000001092c36d7: push   %rbp
0x00000001092c36d8: sub    $0x10,%rsp
0x00000001092c36dc: mov    0x10(%rsi),%r13
0x00000001092c36e0: mov    0x8(%rsi),%ebp
0x00000001092c36e3: mov    (%rsi),%ebx
0x00000001092c36e5: mov    %rsi,%rdi
0x00000001092c36e8: movabs $0x108c760ec,%r10
0x00000001092c36f2: callq  *%r10
0x00000001092c36f5: jmp    0x00000001092c3740
0x00000001092c36f7: add    $0x1,%r13          ;*iload_3
                                              ; - test.TestClient::loop@12 (line 9)
0x00000001092c36fb: inc    %ebx               ;*iinc
                                              ; - test.TestClient::loop@22 (line 9)
0x00000001092c36fd: cmp    $0x5f5e101,%ebx
0x00000001092c3703: jl     0x00000001092c36f7  ;*if_icmpge
                                              ; - test.TestClient::loop@15 (line 9)
0x00000001092c3705: jmp    0x00000001092c3734
0x00000001092c3707: nopw   0x0(%rax,%rax,1)
0x00000001092c3710: mov    %r13,%r8           ;*iload_3
                                              ; - test.TestClient::loop@12 (line 9)
0x00000001092c3713: mov    %r8,%r13
0x00000001092c3716: add    $0x10,%r13         ;*ladd
                                              ; - test.TestClient::loop@20 (line 10)
0x00000001092c371a: add    $0x10,%ebx         ;*iinc
                                              ; - test.TestClient::loop@22 (line 9)
0x00000001092c371d: cmp    $0x5f5e0f2,%ebx
0x00000001092c3723: jl     0x00000001092c3710  ;*if_icmpge
                                              ; - test.TestClient::loop@15 (line 9)
0x00000001092c3725: add    $0xf,%r8           ;*ladd
                                              ; - test.TestClient::loop@20 (line 10)
0x00000001092c3729: cmp    $0x5f5e101,%ebx
0x00000001092c372f: jl     0x00000001092c36fb
0x00000001092c3731: mov    %r8,%r13           ;*iload_3
                                              ; - test.TestClient::loop@12 (line 9)
0x00000001092c3734: inc    %ebp               ;*iinc
                                              ; - test.TestClient::loop@28 (line 8)
0x00000001092c3736: cmp    $0xc350,%ebp
0x00000001092c373c: jge    0x00000001092c376c  ;*if_icmpge
                                              ; - test.TestClient::loop@7 (line 8)
0x00000001092c373e: xor    %ebx,%ebx
0x00000001092c3740: mov    %ebx,%r11d
0x00000001092c3743: inc    %r11d              ;*iload_3
                                              ; - test.TestClient::loop@12 (line 9)
0x00000001092c3746: mov    %r13,%r8
0x00000001092c3749: add    $0x1,%r8           ;*ladd
                                              ; - test.TestClient::loop@20 (line 10)
0x00000001092c374d: inc    %ebx               ;*iinc
                                              ; - test.TestClient::loop@22 (line 9)
0x00000001092c374f: cmp    %r11d,%ebx
0x00000001092c3752: jge    0x00000001092c3759  ;*if_icmpge
                                              ; - test.TestClient::loop@15 (line 9)
0x00000001092c3754: mov    %r8,%r13
0x00000001092c3757: jmp    0x00000001092c3746
0x00000001092c3759: cmp    $0x5f5e0f2,%ebx
0x00000001092c375f: jl     0x00000001092c3713
0x00000001092c3761: mov    %r13,%r10
0x00000001092c3764: mov    %r8,%r13
0x00000001092c3767: mov    %r10,%r8
0x00000001092c376a: jmp    0x00000001092c3729  ;*if_icmpge
                                              ; - test.TestClient::loop@7 (line 8)
0x00000001092c376c: mov    $0x24,%esi
0x00000001092c3771: mov    %r13,%rbp
0x00000001092c3774: data32 xchg %ax,%ax
0x00000001092c3777: callq  0x0000000109298f20  ; OopMap{off=188}
                                              ;*getstatic out
                                              ; - test.TestClient::loop@34 (line 13)
                                              ;   {runtime_call}
0x00000001092c377c: callq  0x0000000108c1c202  ;*getstatic out
                                              ; - test.TestClient::loop@34 (line 13)
                                              ;   {runtime_call}

另外，您应该有带有JIT编译器步骤的hotspot.log文件。以下是一段节选：

<phase name='optimizer' nodes='114' live='77' stamp='0.100'>
            <phase name='idealLoop' nodes='115' live='67' stamp='0.100'>
                <loop_tree>
                    <loop idx='119' >
                        <loop idx='185' main_loop='185' >
                        </loop>
                    </loop>
                </loop_tree>
                <phase_done name='idealLoop' nodes='197' live='111' stamp='0.101'/>
            </phase>
            <phase name='idealLoop' nodes='197' live='111' stamp='0.101'>
                <loop_tree>
                    <loop idx='202' >
                        <loop idx='159' inner_loop='1' pre_loop='131' >
                        </loop>
                        <loop idx='210' inner_loop='1' main_loop='210' >
                        </loop>
                        <loop idx='138' inner_loop='1' post_loop='131' >
                        </loop>
                    </loop>
                </loop_tree>
                <phase_done name='idealLoop' nodes='221' live='113' stamp='0.101'/>
            </phase>
            <phase name='idealLoop' nodes='221' live='113' stamp='0.101'>
                <loop_tree>
                    <loop idx='202' >
                        <loop idx='159' inner_loop='1' pre_loop='131' >
                        </loop>
                        <loop idx='210' inner_loop='1' main_loop='210' >
                        </loop>
                        <loop idx='138' inner_loop='1' post_loop='131' >
                        </loop>
                    </loop>
                </loop_tree>
                <phase_done name='idealLoop' nodes='241' live='63' stamp='0.101'/>
            </phase>
            <phase name='ccp' nodes='241' live='63' stamp='0.101'>
                <phase_done name='ccp' nodes='241' live='63' stamp='0.101'/>
            </phase>
            <phase name='idealLoop' nodes='241' live='63' stamp='0.101'>
                <loop_tree>
                    <loop idx='202' inner_loop='1' >
                    </loop>
                </loop_tree>
                <phase_done name='idealLoop' nodes='253' live='56' stamp='0.101'/>
            </phase>
            <phase name='idealLoop' nodes='253' live='56' stamp='0.101'>
                <phase_done name='idealLoop' nodes='253' live='33' stamp='0.101'/>
            </phase>
            <phase_done name='optimizer' nodes='253' live='33' stamp='0.101'/>
        </phase>

您可以使用hotspot.log工具https://github.com/AdoptOpenJDK/jitwatch/wiki进一步分析JIT编译器生成的JitWatch文件。

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要禁用JIT编译器并在所有解释模式下运行-Djava.compiler=NONE虚拟机，您可以使用Java选项。

类似的问题出现在本文的为什么我的JVM要做一些运行时循环优化，并使我的代码错误？中。

Answer 2

这是因为编译器/JVM优化。当您打印结果时，计算和编译器将保持循环。

另一方面，当您不使用循环中的任何内容时，编译器/JVM将删除该循环。

Answer 3

基本上，JVM实际上是非常的智能。它可以感知您是否正在使用任何变量，并且基于此，它实际上可以删除与此相关的任何处理。因为您注释掉了打印"value“的代码行，所以它感觉到这个变量不会在任何地方使用，并且不会运行循环，甚至一次都不会运行。

但是，当执行打印值时，它必须运行循环，这也是一个非常大的数字(50000 * 100000000)。现在，这个循环的运行时间取决于您的许多因素，包括但不限于机器的处理器、给JVM的内存、处理器的负载等等。

至于您的eclipse不能终止它的问题，我可以很容易地使用eclipse在我的机器上杀死这个程序。也许你应该再检查一次。