Java编译器对重复方法调用的优化？

Question

java编译器（JDK1.6.0_21中默认的javac）是否优化代码以防止使用相同的参数一遍又一遍地调用相同的方法？如果我编写此代码：

public class FooBar {
    public static void main(String[] args) {
        foo(bar);
        foo(bar);
        foo(bar);
    }
}

方法 foo(bar) 只会运行一次吗？如果是这样，有什么办法可以阻止这种优化吗？ （我正在尝试比较两种算法的运行时间，一种是迭代算法，一种是比较算法，我想多次调用它们以获得代表性样本）

任何见解都将不胜感激；我把这个问题带到了疯狂的地步（我认为我的计算机在一段时间内速度非常快，所以我继续添加方法调用，直到在 43671 行出现代码太大错误）。

Answer 1

您观察到的优化可能与重复调用无关……因为那将是无效的优化。更有可能的是，优化器发现方法调用对计算没有明显的影响。

解决办法就是改变方法，使其确实影响计算结果……

Answer 2

事实并非如此；如果 foo 是非纯的（改变程序的全局状态），这会导致一个大问题。例如：

public class FooBar {
    private int i = 0;
    private static int foo() {
        return ++i;
    }

    public static void main(String[] args) {
        foo();
        foo();
        foo();
        System.out.println(i);
    }
}

Answer 3

您没有提供足够的信息来提供任何明确的答案，但 jvm 运行时优化器非常强大，可以执行各种内联、运行时数据流和转义分析以及各种缓存技巧。

最终的结果是做出你试图执行的那种微基准，在实践中几乎毫无用处；即使它们具有潜在的用途，但要正确使用也极其困难。

一定要阅读 http://www.ibm.com/developerworks/java/ Library/j-benchmark1.html 对您面临的问题进行更全面的讨论。至少您需要确保：

1. foo 在运行数千次的循环中被调用
2. foo() 返回结果，并且
3. 使用该结果

以下是最小起点，假设 foo() 非常重要，因此不太可能被内联。注意：您仍然需要期待循环展开和其他缓存级别优化。还要注意热点编译断点（我相信这大约是 -server IIRC 上的 5000 次调用），如果您尝试在同一个 JVM 中重新运行测量，它可能会完全填满您的测量。

public class FooBar {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int ITERATIONS = 10000;
        for (int i = 0; i < ITERATIONS; i++) {
            sum += foo(i);
        }

        System.out.println("%d iterations returned %d sum", ITERATIONS, sum);
    }
}

说真的，您需要先阅读一些内容，然后才能在现代 JVM 上编写基准测试方面取得任何有意义的进展。允许现代 Java 代码匹配甚至有时击败 C++ 的相同优化使得基准测试变得非常困难。

Answer 4

Java 编译器不允许执行此类优化，因为方法调用很可能会导致副作用，例如 IO 操作或对其可以到达的所有字段进行更改，或者调用其他这样做的方法。

在函数式语言中，如果使用相同的参数调用，每个函数调用都保证返回相同的结果（禁止更改状态），编译器确实可以通过记住结果来优化多次调用。

如果您觉得您的算法太快，请尝试给他们一些大型或复杂的问题集。只有少数算法总是相当快。