運行JDK代碼時，Java JIT會作弊嗎？

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我正在對一些代碼進行基準測試，即使使用完全相同的算法，我也無法使其運行速度與java.math.BigInteger一樣快。所以我複製java.math.BigInteger源到我自己的包，並試圖此：運行JDK代碼時，Java JIT會作弊嗎？

//import java.math.BigInteger; 

public class MultiplyTest { 
    public static void main(String[] args) { 
     Random r = new Random(1); 
     long tm = 0, count = 0,result=0; 
     for (int i = 0; i < 400000; i++) { 
      int s1 = 400, s2 = 400; 
      BigInteger a = new BigInteger(s1 * 8, r), b = new BigInteger(s2 * 8, r); 
      long tm1 = System.nanoTime(); 
      BigInteger c = a.multiply(b); 
      if (i > 100000) { 
       tm += System.nanoTime() - tm1; 
       count++; 
      } 
      result+=c.bitLength(); 
     } 
     System.out.println((tm/count) + "nsec/mul"); 
     System.out.println(result); 
    } 
}

當我運行這個（在Mac OS JDK 1.8.0_144-B01）則輸出：

12089nsec/mul 
2559044166

當我運行導入行註釋掉：

4098nsec/mul 
2559044166

它幾乎快三倍使用BigInteger的JDK版本與我的版本時，即使它使用完全相同的碼。

的選項運行時，我已經審查了javap的字節碼，並與編譯器輸出：

-Xbatch -XX:-TieredCompilation -XX:+PrintCompilation -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions 
-XX:+PrintInlining -XX:CICompilerCount=1

和兩個版本似乎產生相同的代碼。那麼，熱點使用一些預先計算的優化，我不能在我的代碼中使用？我一直都明白他們沒有。這個區別是什麼解釋？

來源

2017-08-28 Koen Hendrikx

+25

有趣。 1.結果是否一致（或只是幸運的隨機）？ 2.您可以嘗試升溫JVM之後嗎？ 3.您是否可以消除隨機因素，並提供相同的數據集作爲測試的輸入？ –

您是否嘗試使用JMH運行您的基準測試http://openjdk.java.net/projects/code-tools/jmh/？手動進行測量並不是那麼容易（預熱和所有這些）。 –

是的，它非常一致。如果我讓它運行10分鐘，我仍然會得到同樣的區別。固定的隨機種子確保兩次運行獲得相同的數據集。 –

490

是的，HotSpot JVM是一種「作弊」，因爲它有一些在Java代碼中找不到的方法的特殊版本BigInteger。這些方法被稱爲JVM intrinsics。

特別是，BigInteger.multiplyToLen是HotSpot中的內在方法。 JVM源代碼中有一個特殊的hand-coded assembly implementation，但只適用於x86-64體系結構。

您可以通過-XX:-UseMultiplyToLenIntrinsic選項禁用此內在選項以強制JVM使用純Java實現。在這種情況下，性能將與複製代碼的性能類似。

P.S.這是其他HotSpot內在方法的list。

來源

2017-08-28 07:31:55 apangin

121

在的Java 8這確實是一種內在的，該方法的一個稍作修改的版本：

private static BigInteger test() { 

    Random r = new Random(1); 
    BigInteger c = null; 
    for (int i = 0; i < 400000; i++) { 
     int s1 = 400, s2 = 400; 
     BigInteger a = new BigInteger(s1 * 8, r), b = new BigInteger(s2 * 8, r); 
     c = a.multiply(b); 
    } 
    return c; 
}

與運行此：

java -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions 
     -XX:+PrintInlining 
     -XX:+PrintIntrinsics 
     -XX:CICompilerCount=2 
     -XX:+PrintCompilation 
     <YourClassName>

這將打印大量線路和一個他們將是：

java.math.BigInteger::multiplyToLen (216 bytes) (intrinsic)

在的Java 9，另一方面這種方法似乎不是一個內在的了，但反過來它調用是一種內在的方法：

@HotSpotIntrinsicCandidate 
private static int[] implMultiplyToLen

所以運行Java 9在相同的代碼（用同樣的參數）將顯示：

java.math.BigInteger::implMultiplyToLen (216 bytes) (intrinsic)

下面是該方法相同的代碼 - 只是一個稍微不同的命名。

來源

2017-08-28 11:15:31 Eugene

運行JDK代碼時，Java JIT會作弊嗎？

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