Question

我一直在研究一些java原始集合（trove，fastutil，hppc），我注意到一种模式，即类变量有时被声明为{ {1}}局部变量。例如：

final

我做了一些基准测试，看起来这样做时略微更快，但为什么会这样呢？我试图理解如果函数的前三行被注释掉，Java会做些什么不同。

注意：这似乎与this question类似，但那是针对c ++的，并没有说明为什么声明public void forEach(IntIntProcedure p) { final boolean[] used = this.used; final int[] key = this.key; final int[] value = this.value; for (int i = 0; i < used.length; i++) { if (used[i]) { p.apply(key[i],value[i]); } } }。

Answer 1

访问局部变量或参数是一步操作：获取位于堆栈上偏移量N的变量。如果你的函数有2个参数（简化）：

N = 0 - this
N = 1 - 第一个参数
N = 2 - 第二个参数
N = 3 - 第一个局部变量
N = 4 - 第二个局部变量
...

因此，当您访问局部变量时，您有一个固定偏移量的内存访问（N在编译时已知）。这是用于访问第一个方法参数（int）的字节码：

iload 1  //N = 1

但是，当您访问字段时，实际上是在执行额外的步骤。首先，您只是为了确定当前对象地址而阅读“局部变量”this。然后，您正在加载一个与getfield具有固定偏移量的字段（this）。因此，您执行两个内存操作而不是一个（或一个额外的）。字节码：

aload 0  //N = 0: this reference
getfield total I  //int total

因此技术上访问局部变量和参数比对象字段更快。实际上，许多其他因素可能会影响性能（包括各种级别的CPU缓存和JVM优化）。

final是另一回事。它基本上是编译器/ JIT的一个提示，这个引用不会改变，所以它可以做一些更重的优化。但这很难追踪，因为尽可能使用final。{/ p>

Answer 2

final关键字在这里是一个红色的鲱鱼。性能差异是因为他们说了两件不同的事情。

public void forEach(IntIntProcedure p) {
  final boolean[] used = this.used;
  for (int i = 0; i < used.length; i++) {
    ...
  }
}

说，“获取一个布尔数组，并为的每个元素数组执行某些操作。”

如果没有final boolean[] used，函数会说“当索引小于当前对象的used字段当前值的长度时，获取{{1}的当前值当前对象的字段，并使用索引used处的元素执行某些操作。“

JIT可能更容易证明循环绑定不变量以消除多余的绑定检查等等，因为它可以更容易地确定导致i值变化的原因。即使忽略多个线程，如果used可以更改p.apply的值，那么JIT也无法消除边界检查或进行其他有用的优化。

Answer 3

它告诉运行时（jit）在该方法调用的上下文中，这3个值永远不会改变，因此运行时不需要连续加载成员变量中的值。这可能会略微提高速度。

当然，随着jit越来越智能并且能够自行解决这些问题，这些约定变得不那么有用了。

请注意，我并没有说明加速比使用局部变量更多的是最终部分。

Answer 4

在生成的VM操作码中，局部变量是操作数堆栈上的条目，而字段引用必须通过通过对象引用检索值的指令移动到堆栈。我想JIT可以更容易地使堆栈引用寄存器引用。

Answer 5

这种简单的优化已经包含在JVM运行时中。如果JVM对实例变量进行了简单的访问，那么我们的Java应用程序就会变慢。

这种手动调整对于更简单的JVM可能是值得的，例如，机器人。

访问最终局部变量比Java中的类变量更快吗？

5 个答案: