Java+JNI 与 Pure C++ 相反

Question

我相应地进行了 DLL-Java 通信这篇文章。我的编译配置你可以在那里看到：

    g++ -IC:\Users\RZ\Downloads\eigen-eigen-3.0.3\eigen-eigen-3.0.3 -IC:\Program Files\Java\jdk1.7.0\include\win32 -IC:\Program Files\Java\jdk1.7.0\include -O3 -msse -msse2 -mmmx -Wall -shared -c -o Vector3DImp.o ..\Vector3DImp.cpp
..\Vector3DImp.cpp:5:0: warning: "JNICALL" redefined
C:\Program Files\Java\jdk1.7.0\include\win32/jni_md.h:31:0: note: this is the location of the previous definition
g++ -Wl,--kill-at -shared -LC:\Program Files\Java\jdk1.7.0\lib -o Eigen.dll Vector3DImp.o

然后我在 Java 上写了同样的配置。并使用向量乘法和向量加法启动一些测试：结果是：

Pure java 39 -38 ms

JNI Java 52 -50ms

然后我使用 DLL 中的相同代码在 C++ 上编写相同的测试。 结果：

22 – 18 毫秒

是的，测试策略看起来很粗糙，但共同的结果是可持续的。 是我的错还是 JNI 的缺点（我不擅长）。

注意：

主要问题是：Java中的DLL使用真的这么难吗（性能降低了2.5倍）。为什么会这样？

更新：

根据要求，有测试源。 抱歉，那里乱七八糟，这是为了我自己的需要而在短时间内制作的。

我的系统配置： Windows 7 x32、酷睿 2 双核。

Java 和 C++ 项目都是在 Eclipse IDE 中使用 MingW C++ 编译器构建的。对于 C++ 向量计算，使用了 Eigen 库。另外，我尝试了JBlas库，在Java测试结束时它很糟糕，我不知道为什么。即使进行 3 次乘法运算（与叉积中的 6 次乘法相反），结果也是令人毛骨悚然。看看你自己。

Answer 1

在查看了您发布的代码之后，我认为您可以做很多事情来加快速度。正如其他人所说，根本问题是，遍历 Java <-> 会产生很大的开销。 JNI 边界，以及 JNI 端为向量乘法所做的工作量不足以摊销此成本。

我确实注意到使用原始数组，如下所示：

List<Vector3DJava> vector3dJavas = new ArrayList<Vector3DJava>();
// Populate list with 1,000,000 random elements
Vector3DJava[] v3dj = vector3dJavas.toArray(new Vector3DJava[vector3dJavas.size()]);
long time = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < L; i++) {
    v3dj[i].getMultiplication(v3dj[i+1]);
}
System.out.println((System.nanoTime() - time) / 1000000L);

花费大约一半的时间：

List<Vector3DJava> vector3dJavas = new ArrayList<Vector3DJava>();
// Populate list with 1,000,000 random elements
long time = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < L; i++) {
    vector3dJavas.get(i).getMultiplication(vector3dJavas.get(i+1));
}
System.out.println((System.nanoTime() - time) / 1000000L);

至少在我的机器上。

Answer 2

JNI 是软件堆栈中的另一层。除非迫不得已，否则不知道为什么要使用它。通常，JNI 用于访问其他非 Java 代码库（已经存在的 DLL，它们为您做一些复杂的事情 - 比如说，如果您希望您的软件在 Windows 上使用 DirectX - 您可以使用 JNI 包装它）。

我想我想说的是，我对存在一些性能开销并不感到非常惊讶，而且我不认为这真的是你的错。每当您必须进行所谓的“系统”调用（即调用 JVM 外部的系统资源（或 DLL、或某些 I/O 等））时，性能都会受到影响。

Answer 3

有几个因素会对 JNI

1. DLL 和 JVM 之间的数据转换速度产生负面影响。您的本机 DLL 是小端字节序，而 JVM 是大端字节序，因此始终会执行转换。抱歉，这里没有任何需要改进的地方。

2. 传递 JNIEnv 相当耗时

JNA 或 CNI 等 JNI 的替代方案，但不要指望有巨大的改进，因为传递数据的基本问题仍然存在。这里的主要优化是减少对本机库的调用次数或以对两个世界都友好的格式打包参数。

Answer 4

如果不知道你实际在做什么，很难说，但如果你在 Java 和 C 之间传递参数，就会产生编组/转换开销。