为什么添加局部变量会导致方法延迟？

Question

我最近开始阅读基准测试并为Android编写它们(用Java编写).我知道像热身,垃圾收集器和编译器优化这样的问题,但不知道我面临的问题是否可能是由任何问题引起的.

在我的基准测试应用程序中,我创建了一个包含10,000个浮点变量的数组,并使用随机值对其进 运行基准代码时:

private void runMinorBenchmarkFloat (float[] array) {
        float sum = 0;
        long startTime;
        long endTime; 

        /* Fast warm-up */
        startTime = System.nanoTime();
        for(int i=0; i<SMALL_LOOP_ITERATION_COUNT; i++)
            for(int j=0; j<TAB_SIZE; j++)
                sum += array[j];
        endTime = System.nanoTime() - startTime;
        postMessage("Warm-up for FLOAT finished in: " + endTime/1000000 + "ms.\n");

        /* Main benchmark loop */
        startTime = System.nanoTime();
        for(int i=0; i<BIG_LOOP_ITERATION_COUNT; i++)
        {
            sum = 0;
            for(int j=0; j<TAB_SIZE; j++)
                sum += array[j];
        }
        endTime = System.nanoTime() - startTime;
        postMessage("Benchmark for FLOAT finished in: " + endTime/1000000 + "ms.\n");
        postMessage("Final value: " + sum + "\n\n");
    }

在我的手机上,我得到大约2秒的热身和20秒的"真实"循环.

现在,当我添加两个浮点变量(sum2和sum3 - 从未在方法中使用)时:

private void runMinorBenchmarkFloat (float[] array) {
        float sum = 0, sum2 = 0, sum3 = 0; // <------- the only code change here!!!
        long startTime;
        long endTime; 

        /* Fast warm-up */
        startTime = System.nanoTime();
        for(int i=0; i<SMALL_LOOP_ITERATION_COUNT; i++)
            for(int j=0; j<TAB_SIZE; j++)
                sum += array[j];
        endTime = System.nanoTime() - startTime;
        postMessage("Warm-up for FLOAT finished in: " + endTime/1000000 + "ms.\n");

        /* Main benchmark loop */
        startTime = System.nanoTime();
        for(int i=0; i<BIG_LOOP_ITERATION_COUNT; i++)
        {
            sum = 0;
            for(int j=0; j<TAB_SIZE; j++)
                sum += array[j];
        }
        endTime = System.nanoTime() - startTime;
        postMessage("Benchmark for FLOAT finished in: " + endTime/1000000 + "ms.\n");
        postMessage("Final value: " + sum + "\n\n");
    }

执行时间从2秒升温到5秒,从20秒跳到真正循环到50秒.

常数:

SMALL_LOOP_ITERATION_COUNT = 100,000 
BIG_LOOP_ITERATION_COUNT = 1,000,000

你认为这种差异可能是由对齐问题造成的(只是松散的想法)？

提前感谢您的任何答案.

编辑:

似乎每个设备上都没有出现此错误.我可以在三星Galaxy S5上重现它.该计划的主要目标是制定一些基准.我做了四个几乎相同的函数(runMinorBenchmark____,其中_是:int,short,float,double),它们只在变量'sum'类型中有所不同.在主要的基准测试函数中,我调用了这些函数.因为发生了上述错误,我决定将这些功能合并为一个大功能.现在......在运行测试时我有这样的时间:1.37640ms.(对于int)2.46728ms.(简称)3. 60589ms.(浮动)4.34467ms.(双倍)

我知道,由于类型转换,short意味着更慢.我还认为,如果将其转换为double,浮动应该更慢(可能FPU每次都会将类型转换加倍(？)).但是当我将sumFloat的变量类型从float更改为double时,float的时间与double时间相同.我也在另一台设备上做了这个"基准",似乎没有遭受这种奇怪的行为,每次测试的时间几乎相同:~45000ms.(真的没有明显的差异).

Dalvik VM错误(？)

Answer 1

我不相信这是你遇到麻烦的原因。编译器肯定会丢弃那些未使用的变量吗？您确定输入数组或您的常量不会改变吗TAB_SIZE？

如果您仍然确定，请通过运行类似的操作并将输出粘贴到此处来证明这一点：

public void proveIt() {
    float[] inputArray = new float[10000];
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        inputArray[i] = 1;
    }

    postMessage("Without declaration:");
    runMinorBenchmarkFloatA(inputArray);

    postMessage("With declaration:");
    runMinorBenchmarkFloatB(inputArray);

    postMessage("And again just to make sure...");

    postMessage("Without declaration:");
    runMinorBenchmarkFloatA(inputArray);

    postMessage("With declaration:");
    runMinorBenchmarkFloatB(inputArray);
}

long TAB_SIZE = 10000;
long SMALL_LOOP_ITERATION_COUNT = 100000;
long BIG_LOOP_ITERATION_COUNT = 1000000;

private void runMinorBenchmarkFloatA(float[] array) {
    float sum = 0;
    long startTime;
    long endTime;

    /* Fast warm-up */
    startTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < SMALL_LOOP_ITERATION_COUNT; i++)
        for (int j = 0; j < TAB_SIZE; j++)
            sum += array[j];
    endTime = System.nanoTime() - startTime;
    postMessage("Warm-up for FLOAT finished in: " + endTime
            / 1000000 + "ms.\n");

    /* Main benchmark loop */
    startTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < BIG_LOOP_ITERATION_COUNT; i++) {
        sum = 0;
        for (int j = 0; j < TAB_SIZE; j++)
            sum += array[j];
    }
    endTime = System.nanoTime() - startTime;
    postMessage("Benchmark for FLOAT finished in: " + endTime
            / 1000000 + "ms.\n");
    postMessage("Final value: " + sum + "\n\n");
}

private void runMinorBenchmarkFloatB(float[] array) {
    float sum = 0, sum2 = 0, sum3 = 0;
    long startTime;
    long endTime;

    /* Fast warm-up */
    startTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < SMALL_LOOP_ITERATION_COUNT; i++)
        for (int j = 0; j < TAB_SIZE; j++)
            sum += array[j];
    endTime = System.nanoTime() - startTime;
    postMessage("Warm-up for FLOAT finished in: " + endTime
            / 1000000 + "ms.\n");

    /* Main benchmark loop */
    startTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < BIG_LOOP_ITERATION_COUNT; i++) {
        sum = 0;
        for (int j = 0; j < TAB_SIZE; j++)
            sum += array[j];
    }
    endTime = System.nanoTime() - startTime;
    postMessage("Benchmark for FLOAT finished in: " + endTime
            / 1000000 + "ms.\n");
    postMessage("Final value: " + sum + "\n\n");
}