为什么 System.arraycopy 是 Java 原生的？

Question

我很惊讶地在 Java 源代码中看到 System.arraycopy 是一个本机方法。

当然原因是因为它更快。但是代码能够使用哪些本地技巧来使其速度更快呢？

为什么不直接循环原始数组并将每个指针复制到新数组 - 当然这不是那么慢和麻烦？

Answer 1

在本机代码中，可以使用单个 memcpy / memmove，而不是n个不同的复制操作。性能差异很大。

Answer 2

它不能用Java 编写。本机代码能够忽略或消除对象数组和基元数组之间的差异。 Java 无法做到这一点，至少效率不高。

由于重叠数组所需的语义，它不能用单个memcpy()编写。

Answer 3

当然，这取决于实现。

HotSpot 会将其视为“内在”并在调用站点插入代码。那是机器代码，而不是缓慢的旧 C 代码。这也意味着该方法的签名问题基本上消失了。

一个简单的复制循环非常简单，可以对其应用明显的优化。例如循环展开。到底发生什么又取决于实现。

Answer 4

在我自己的测试中，用于复制多维数组的 System.arraycopy() 比交错 for 循环快 10 到 20 倍：

float[][] foo = mLoadMillionsOfPoints(); // result is a float[1200000][9]
float[][] fooCpy = new float[foo.length][foo[0].length];
long lTime = System.currentTimeMillis();
System.arraycopy(foo, 0, fooCpy, 0, foo.length);
System.out.println("native duration: " + (System.currentTimeMillis() - lTime) + " ms");
lTime = System.currentTimeMillis();

for (int i = 0; i < foo.length; i++)
{
    for (int j = 0; j < foo[0].length; j++)
    {
        fooCpy[i][j] = foo[i][j];
    }
}
System.out.println("System.arraycopy() duration: " + (System.currentTimeMillis() - lTime) + " ms");
for (int i = 0; i < foo.length; i++)
{
    for (int j = 0; j < foo[0].length; j++)
    {
        if (fooCpy[i][j] != foo[i][j])
        {
            System.err.println("ERROR at " + i + ", " + j);
        }
    }
}

这将打印：

System.arraycopy() duration: 1 ms
loop duration: 16 ms

Answer 5

有以下几个原因：

1. JIT 不太可能生成与手动编写的 C 代码一样高效的低级代码。使用低级 C 可以实现许多对于通用 JIT 编译器来说几乎不可能实现的优化。

   请参阅此链接，了解手写 C 实现的一些技巧和速度比较（memcpy，但原理是相同的）：检查此 优化 Memcpy 提高速度

2. C 版本几乎独立于数组成员的类型和大小。在 java 中不可能执行相同的操作，因为无法将数组内容作为原始内存块（例如指针）获取。

Answer 6

聚会迟到了。在我看来，System.arraycopy 是原生的，主要是因为 Java 中原始类型和类类型之间的区别。不可能编写一个方法来同时处理 int 数组和 String 数组。

另外，System.arraycopy 是在伪泛型类型之前引入的。

我发现没有人链接本机实现。在 OpenJDK 中， arraycopy< /a> Java方法的实现最终调用 copy_conjoint_atomic() 使用 (while) 循环复制数组，或者如果元素类型是所谓的原始类型，则调用 C++ memmove()。