Java JIT在运行JDK代码时是否会作弊?

我对一些代码进行了基准测试,即使使用完全相同的算法,我也无法使它像java.math.BigInteger一样快速运行。 所以我将java.math.BigInteger源文件复制到我自己的包中,并尝试这样做:

//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); 
    }
}

当我运行这个(在MacOS上的jdk 1.8.0_144-b01)它会输出:

12089nsec/mul
2559044166

当我使用未注释的导入行来运行它时:

4098nsec/mul
2559044166

使用JDK版本的BigInteger与我的版本相比,几乎快三倍,即使它使用完全相同的代码。

我用javap检查了字节码,并在使用选项运行时比较了编译器输出:

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

并且这两个版本似乎都会生成相同的代码。 那么,热点使用一些预先计算的优化,我不能在我的代码中使用? 我一直都明白他们没有。 什么解释了这种差异?


是的,HotSpot JVM有点“作弊”,因为它有一些特殊版本的BigInteger方法,在Java代码中找不到它。 这些方法被称为JVM内在函数。

特别是, BigInteger.multiplyToLen是HotSpot中的内在方法。 JVM源代码中有一个特殊的手工编译程序集实现,但只适用于x86-64体系结构。

您可以使用-XX:-UseMultiplyToLenIntrinsic选项禁用此内在选项以强制JVM使用纯Java实现。 在这种情况下,性能将与复制代码的性能类似。

PS这里是其他HotSpot内在方法的列表。


Java 8中,这确实是一种内在的,稍微修改过的方法:

 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;
}

运行这个:

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

这将打印大量的线,其中一个将是:

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

另一方面,在Java 9中 ,该方法似乎不再是一个内在的东西,而是反过来又调用一种内在的方法:

 @HotSpotIntrinsicCandidate
 private static int[] implMultiplyToLen

因此,在Java 9下运行相同的代码(使用相同的参数)将显示:

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

在它下面的方法相同的代码 - 只是一个稍微不同的命名。

链接地址: http://www.djcxy.com/p/15189.html

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