Java 中字节数组到 29 位整数的最快且最有效的转换

Question

由于 29 位整数在 AMF 中很流行，我想合并已知的最快/最好的例程。我们的库中当前存在两个例程，可以在 ideone 上进行实时测试 http://ideone.com/KNmYT
这是快速参考的来源 <代码>

public static int readMediumInt(ByteBuffer in) {
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(4);
    buf.put((byte) 0x00);
    buf.put(in.get());
    buf.put(in.get());
    buf.put(in.get());
    buf.flip();
    return buf.getInt();
}


公共静态 int readMediumInt2(ByteBuffer in) {
    byte[] 字节 = 新字节[3]；
    in.get(字节);
    整数值=0；
    val += 字节[0] * 256 * 256；
    val += 字节[1] * 256；
    val += 字节[2]；
    如果（值<0）{
        值 += 256；
    }
    返回值；
}

Answer 1

通常我会通过位运算来完成此操作。第二个版本最终可能会被 JVM 优化到接近此的程度，但无法确定。现在，按照您的示例，这只是 24 位，但问题是“29 位整数”。我不确定你真正想要哪个。

public static int readMediumInt(ByteBuffer buf) {
  return ((buf.get() & 0xFF) << 16) 
       | ((buf.get() & 0xFF) <<  8)
       | ((buf.get() & 0xFF);
}

Answer 2

如果您确实想读取 AMF 29 位整数，这应该可以完成工作（假设我已经正确理解了格式）：

private static int readMediumInt(ByteBuffer buf) {
    int b0, b1, b2;
    if ((b0 = buf.get()) >= 0) return b0;
    if ((b1 = buf.get()) >= 0) return ((b0 << 7) & ((~(-1 << 7)) << 7)) | b1;
    if ((b2 = buf.get()) >= 0) return ((b0 << 14) & ((~(-1 << 7)) << 14)) | ((b1 << 7) & ((~(-1 << 7)) << 7)) | b2;
    return ((b0 << 22) & ((~(-1 << 7)) << 22)) | ((b1 << 15) & ((~(-1 << 7)) << 15)) | ((b2 << 8) & ((~(-1 << 7)) << 8)) | (buf.get() & 0xff);
}

Answer 3

最重要的变化是避免在方法内分配对象。顺便说一句，您的微基准测试没有重置“开始”，因此第二个结果包括第一个方法所用的时间。另外，您需要多次运行微基准测试，否则即时编译器没有机会运行。我建议使用类似的方法

public static int readMediumInt3(ByteBuffer buf) {
    return ((buf.get() & 0xff) << 16) + 
            ((buf.get() & 0xff) << 8) + 
            ((buf.get() & 0xff));
}

完整的代码是：

import java.nio.ByteBuffer;

public class Main {

    public static int readMediumInt(ByteBuffer in) {
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(4);
        buf.put((byte) 0x00);
        buf.put(in.get());
        buf.put(in.get());
        buf.put(in.get());
        buf.flip();
        return buf.getInt();
    }

    public static int readMediumInt2(ByteBuffer in) {
        byte[] bytes = new byte[3];
        in.get(bytes);
        int val = 0;
        val += bytes[0] * 256 * 256;
        val += bytes[1] * 256;
        val += bytes[2];
        if (val < 0) {
            val += 256;
        }
        return val;
    }

    public static int readMediumInt3(ByteBuffer buf) {
        return ((buf.get() & 0xff) << 16) + 
                ((buf.get() & 0xff) << 8) + 
                ((buf.get() & 0xff));
    }

    public static void main(String[] args) {
        Main m = new Main();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            // version 1
            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(4);
            buf.putInt(424242);
            buf.flip();
            long start;
            start = System.nanoTime();
            for (int j = 0; j < 10000000; j++) {
                buf.position(0);
                readMediumInt(buf);
            }
            start = System.nanoTime() - start;
            System.out.printf("Ver 1: elapsed: %d ms\n", start / 1000000);

            // version 2
            ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(4);
            buf2.putInt(424242);
            buf2.flip();
            start = System.nanoTime();
            for (int j = 0; j < 10000000; j++) {
                buf2.position(0);
                readMediumInt2(buf2);
            }
            start = System.nanoTime() - start;
            System.out.printf("Ver 2: elapsed: %d ms\n", start / 1000000);

            // version 3
            ByteBuffer buf3 = ByteBuffer.allocate(4);
            buf3.putInt(424242);
            buf3.flip();
            start = System.nanoTime();
            for (int j = 0; j < 10000000; j++) {
                buf3.position(0);
                readMediumInt3(buf3);
            }
            start = System.nanoTime() - start;
            System.out.printf("Ver 3: elapsed: %d ms\n", start / 1000000);
        }

    }
}

我的结果：

• Ver 1: elapsed: 556 ms
• Ver 2: elapsed: 187 ms
• Ver 3: elapsed: 3 ms