Question

我在if条件旁边看到了这条评论：

// branch prediction favors most often used condition

在JavaFX SkinBase类的源代码中。

protected double computeMinWidth(double height, double topInset, double rightInset, double bottomInset, double leftInset) {

    double minX = 0;
    double maxX = 0;
    boolean firstManagedChild = true;
    for (int i = 0; i < children.size(); i++) {
        Node node = children.get(i);
        if (node.isManaged()) {
            final double x = node.getLayoutBounds().getMinX() + node.getLayoutX();
            if (!firstManagedChild) {  // branch prediction favors most often used condition
                minX = Math.min(minX, x);
                maxX = Math.max(maxX, x + node.minWidth(-1));
            } else {
                minX = x;
                maxX = x + node.minWidth(-1);
                firstManagedChild = false;
            }
        }
    }
    double minWidth = maxX - minX;
    return leftInset + minWidth + rightInset;
}

我相信开发人员想解释他为什么写negate if。

这种优化真的很有用吗？

Answer 1

JavaFX团队的人员非常注重性能，因此他们肯定知道切换if和else对分支预测没有实质性影响。

我认为这表明重构没有显着的性能提升：

double minX = Double.MAX_VALUE;
double maxX = Double.MIN_VALUE;

for (int i = 0; i < children.size(); i++) {
  Node node = children.get(i);
  if (node.isManaged()) {
    final double x = node.getLayoutBounds().getMinX() + node.getLayoutX();
    minX = Math.min(minX, x);
    maxX = Math.max(maxX, x + node.minWidth(-1));
  }
}

因为分支预测基本上会将if / else变为类似的东西（给予或接受）。

This commit确认了这个解释，虽然我不确定他们为什么改变它 - 可能是因为当isManaged条件永远不真实时它有副作用...

进一步调查，提交引用a bug "up to 50% performance regression in Controls benchmarks"（您需要登录才能访问它）。

似乎他们遇到了性能问题，而且调查时发现代码中存在错误（与我上面的例子类似）。他们修复了这个错误，并添加了一条注释，以澄清该修复程序不会影响性能，这要归功于分支预测。

摘录：

[..]查看代码，我注意到在没有管理皮肤的孩子的情况下出现错误。在这种情况下，minX / Y和maxX / Y最终将为MAX / MIN_VALUE，我们真的希望它们为零。因此，此更改集修复了该问题。在测试中，我看到了一个小的（~1 fps）性能改进，所以我不认为这个改变可以解决性能问题。无论如何，代码必须是它的方式。

[...]请注意，使用MIN / MAX时存在一个错误 - 这些值不是Float和Double的最大值和最小值（这对于整数类型来说是有意义的，但它是不是他们指定的方式）。要对浮点值执行最小/最大操作，您需要使用NEGATIVE / POSITIVE_INFINITY值来实现您要查找的结果。

Answer 2

句子“分支预测有利于最常用的条件”并未说明评估条件的价值，无论是正面还是负面。它只表示分支预测可以帮助更频繁使用的条件分支，即循环中的条件分支。所以它基本上说，在循环中使用if是可以的。

虽然结论是正确的，但你不应该担心循环中的if（除非探查器告诉你存在瓶颈，否则你不应该担心任何事情），这句话本身是毫无意义的在Java的上下文中。

分支预测是一个CPU特性，因此在解释执行中它与Java级分支无关，因为它们只是修改解释器的状态（即指针将被读取的下一条指令），但与CPU指令无关。具体到特定的分支。

一旦HotSpot开始，图片就完全不同了。如果这个代码是一个热点，优化器将应用大量的代码转换，这些代码转换可以最大限度地假设Java代码将如何执行，错误。

一个常见的优化是循环展开。不是让一个代码块表示循环的主体，而是会有多个实例跟随彼此，针对其特定迭代的不变量进行优化。此设置允许完全忽略if相关分支，因为完全可以预测firstManagedChild从true到false的第一次转换后，它将永远不会返回，因此虽然第一次迭代总是会看到true值，但可以优化后续迭代的代码，将变量视为常量false。

因此，在这种情况下，分支预测将再次没有意义，因为if语句没有分支，其结果可以提前预测。

Answer 3

可以找到一篇关于分支预测的详细文章here

回答你的问题 - 根据我的理解，不。我不认为否定＆＃34; if＆＃34;会有任何不同。它会优化重复假值的条件，就像多个真值一样。

Answer 4

除现有答案外：

这个评论似乎并不是＆＃34;否定的理由，如果＆＃34; （因为无论如何，这不应该在性能上有所不同）。相反，它可能是不尝试＆＃34;优化＆＃34;代码并避免使用单if。这可能是这样的：

protected double computeMinWidth(double height, double topInset, 
    double rightInset, double bottomInset, double leftInset) {

    double minX = 0;
    double maxX = 0;

    // Initialize minX/maxX with the coordinate of the FIRST managed child
    int i = 0;
    for (i = 0; i < children.size(); i++) {
        Node node = children.get(i);
        if (node.isManaged()) {
            final double x = node.getLayoutBounds().getMinX() + node.getLayoutX();
            minX = x;
            maxX = x + node.minWidth(-1);
        }
    }

    // Continue the loop at the last index, updating the
    // minX/maxX with the remaining managed children
    for (; i < children.size(); i++) {
        Node node = children.get(i);
        if (node.isManaged()) {
            final double x = node.getLayoutBounds().getMinX() + node.getLayoutX();

            // Don't have to check whether it's the first managed child here. 
            // Just do the update.

            minX = Math.min(minX, x);
            maxX = Math.max(maxX, x + node.minWidth(-1));
        }
    }
    double minWidth = maxX - minX;
    return leftInset + minWidth + rightInset;
}

评论表明，由于保存if，这不会带来任何性能优势，因为此if实际上由于分支预测而基本上是免费的。

_{旁注：我认为可能有其他＆＃34;微优化＆＃34;，如the docs。但是JavaFX的人（希望）知道他们的东西，如果它可能会对他们的情况产生影响，可能会这样做）}

java for循环中的分支预测

4 个答案: