for(；；)和while(true)的区别

Posted 2021-07-17 李子捌

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问题来源

在阅读Java的JDK源码时，发现大部分写源码的大佬多采用for(;;)的方式来死循环，比如说AQS(AbstractQueuedSynchronizer)中大量使用的自旋的方式获取共享状态。

源码示例

/**
 * 通过“死循环”的方式来正确的添加节点
 */
private Node enq(final Node node) {
    // 不断循环，直至CAS插入节点成功
    for (;;) {
        Node t = tail;
        if (t == null) { 
            // 当尾节点为null，此时需要初始化头节点和尾节点
            if (compareAndSetHead(new Node()))
                tail = head;
        } else {
            // 插入节点前驱节点指向原先尾节点
            node.prev = t;
            // CAS插入至同步队列的尾节点
            if (compareAndSetTail(t, node)) {
                t.next = node;
                return t;
            }
        }
    }
}

/**
 * “死循环”获取同步状态，并且当前仅当前驱节点是头节点是才能够尝试获取同步状态
 */
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
    boolean failed = true;
    try {
        boolean interrupted = false;
        // 不断循环
        for (;;) {
            // 获取当前节点的前驱节点，如果前驱节点为null将会抛出空指针异常
            final Node p = node.predecessor();
            // 如果当前节点的前驱节点是头节点，尝试获取同步状态
            if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                // 设置当前节点为头节点，并且将节点线程和节点的前驱节点置为null，help GC
                setHead(node);
                p.next = null; // help GC
                failed = false;
                return interrupted;
            }
            // 如果不符合条件，则判断当前节点前驱节点的waitStatus状态来决定是否需要挂起LockSupport.park(this);
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                parkAndCheckInterrupt())
                interrupted = true;
        }
    } finally {
        // 失败则取消
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}

比较

Java代码在编译后都会装换为虚拟机可以识别的字节码，我们通过编译器对两者生成的字节码从原理是来观察两者的区别

测试代码for

package com.liziba.jsw;

/**
 * <p>
 *		for死循环测试
 * </p>
 *
 * @Author: Liziba
 * @Date: 2021/6/21 11:36
 */
public class Test {

    private static void m1() {
        for (;;) {

        }
    }
    
}

通过 javap -v Test.class查看生成的字节码（只截取关键部分）

测试代码while

package com.liziba.jsw;

/**
 * <p>
 *		while死循环测试
 * </p>
 *
 * @Author: Liziba
 * @Date: 2021/6/21 11:36
 */
public class Test {
    
    private static void m2() {
        while (true){

        }
    }
    
}

通过 javap -v Test.class查看生成的字节码（只截取关键部分）

结论

for死循环和while死循环编译后的字节码（编译器是可以做优化的），完全一模一样，所以两者在使用过程中，其实是没有任何区别。看到这里是不是有点生气，但是又想问问什么源码那些大佬写代码基本上不用while(true)，我想主要原因还是早期C语言中for(;;)循环和while(1)编译生成的字节码不一样，for(;;)生成的字节码明显更加少，一定程度上能节省一些内存空间。所以很多java大佬，也是精通各种其他语言的，因此写法习惯也就延续下来了吧。再者，我在查阅资料的时候也看到有笔者验证早期的Java编译器对for死循环编译生成的字节码也是少于while死循环编译后生成的字节码，可能随着编译器优化能力不断的增强，现在这两者在目前广泛使用的编译器中已经没有什么区别了。