在什么情况下 do-while 可以比 while 更有效率？

Question

while 与 do-while

while 和 do-while 在功能上是等效的当块为空时，虽然 while 看起来更自然：

do {} while (keepLooping());
while (keepLooping()) {}

带有空块的 while/do-while 的一个典型用例是使用 compareAndSet (CAS) 强制更新原子对象。例如，下面的代码将以线程安全的方式递增a：

int i;
AtomicInteger a = new AtomicInteger();
while (!a.compareAndSet(i = a.get(), i + 1)) {}

上下文

java.util.concurrent 的几个部分使用do {} while (...) 惯用语进行 CAS 操作，ForkJoinPool 的 javadoc 解释说：

不寻常的do {} while (!cas...) 多次出现，这是强制更新 CAS 变量的最简单方法。

既然他们承认这是不寻常的，我想他们的意思是最好的而不是最简单的。

问题

在某些情况下do {} while (!cas) 可以比while (!cas) {} 更高效，原因是什么？

Answer 1

所以“do while”意味着它将在 while 循环中运行代码一次。然后，它只在条件为真时运行 while 循环内的代码。

简单演示

boolean condition = false;

do{
  System.out.Println("this text displayed");
}while(condition == true);

输出“此文本显示”

正常

while(condition == true){
 System.out.Println("this text displayed");
}

输出“”

• *由于条件为假，没有显示输出。

为什么或在哪里你会使用 do while，我没有遇到需要，所以我无法帮助你。这只是识别问题/需求，并使用你所知道的来解决它的问题。类似于乐高 - 机械类型不是“积木”。

Answer 2

在某些情况下，expect 和 update 的计算非常复杂，以至于在调用 compareAndSet 的同一行中可读。 然后你可以让它在 do 中更具可读性：

do {
  int expect = a.get();
  int update = expect + 1;
} while (!a.compareAndSet(expect, update));

Answer 3

这不是效率问题。有些情况没有 do{}while() 就无法解决。看看 java.util.Random.next(int bits)。如果您尝试对 while(){} 执行相同操作，则会出现代码重复，因为循环体必须在条件之前执行一次。

我已经问过一个非常相似的问题：compiling loops in Java。

这段代码：

public class Test {

    static int i = 0;

    public static void main(String[] args) {
        method1();
        method2();
    }

    public static void method2() {
        do{}while(++i < 5);
    }

    public static void method1() {
        while(++i < 5);
    }
}

编译成：

public static void method2();
  Code:
   0:   getstatic       #4; //Field i:I
   3:   iconst_1
   4:   iadd
   5:   dup
   6:   putstatic       #4; //Field i:I
   9:   iconst_5
   10:  if_icmplt       0
   13:  return

public static void method1();
  Code:
   0:   getstatic       #4; //Field i:I
   3:   iconst_1
   4:   iadd
   5:   dup
   6:   putstatic       #4; //Field i:I
   9:   iconst_5
   10:  if_icmpge       16
   13:  goto    0
   16:  return

您可能会注意到 method1() 中第 13 行的附加指令。但正如我的问题中的回答所建议的那样，当由 JIT 编译成机器指令时，这没有任何区别。非常难以捉摸的性能改进。任何证明它的方法都必须使用 PrintAssembly 键运行。理论上method2更快，但实际上它们应该是相等的。