java需要时间来调用方法吗？

Question

我在java中做了一些实验,我遇到了一件令我烦恼的事情.我已经意识到在java中,当我使用方法而不是直接代码时,处理它需要更多时间.

我有以下代码:

public static void main(String[] args) {
    long nanoSeconds = System.nanoTime();
    int i = foo();
    System.out.println(i);
    System.out.println("Elapsed Nanoseconds = " + (System.nanoTime() - nanoSeconds));
    nanoSeconds = System.nanoTime();
    int l = 10;
    i = l;
    System.out.println(i);
    System.out.println("Elapsed Nanoseconds = " + (System.nanoTime() - nanoSeconds));
}

public final static int foo() {
    int i = 10;
    return i;
}

这是一个简单的代码,分为两部分.第一个测量foo()的时间并显示foo()的返回值,第二个部分执行相同但不调用foo().

结果如下:

10

经过的纳秒= 601582

10

经过的纳秒= 49343

所以我的问题是,是否有办法不放松这种表现？

谢谢大家.

Answer 1

您不会以这种方式获得任何有意义的基准.

你没有考虑JIT.

该编译器不会在这方面,从很明显的人进行任何优化,除了; 当它在源代码中看到一个方法调用时,即使这个方法调用总是返回相同的值,它也会生成调用该方法的字节码; 当它看到一个常量时,它将生成一个ldc(加载常量)字节码指令.

但.

然后JIT在某个时候开始.如果它确定方法调用总是返回相同的结果,那么它将内联调用.在运行时.但这只是在执行了一定数量的代码执行后才能完成,并且如果它承认它在某些时候错过了(这是回溯),它总会有回路.

这只是一个优秀的JIT实现可以执行的优化.

你想看这个视频.简而言之:使用Oracle的JVM,优化将在一段代码至少执行10000次后开始启动 - 对于"代码段"的某些定义.

Answer 2

这是您在JMH上测量的代码:

@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OperationsPerInvocation(Measure.SIZE)
@Warmup(iterations = 10, time = 100, timeUnit=MILLISECONDS)
@Measurement(iterations = 5, time = 200, timeUnit=MILLISECONDS)
@State(Scope.Thread)
@Threads(1)
@Fork(1)
public class Measure
{
  public static final int SIZE = 1;

  @Benchmark public int call() {
    int i = foo();
    return i;
  }

  @Benchmark public int callDisableOptimization() {
    int i = fooDontInline();
    return i;
  }

  @Benchmark public int inline() {
    int i;
    int l = 10;
    i = l;
    return i;
  }

  static int foo() {
    int i = 10;
    return i;
  }

  @CompilerControl(CompilerControl.Mode.DONT_INLINE)
  static int fooDontInline() {
    int i = 10;
    return i;
  }
}

说明:

• call对应您的第一次测量,定期打电话foo();
• inline对应于您的第二次测量,您可以在其中内联逻辑foo()而不涉及任何调用;
• callDisableOptimization 在第一种情况下是一个特殊的转折,我们使用高级低级控制来禁用JVM的自动内联.

这些是结果:

Benchmark                              Mode  Samples  Score   Error  Units
o.s.Measure.call                       avgt        5  1,279 ± 0,114  ns/op
o.s.Measure.inline                     avgt        5  1,289 ± 0,100  ns/op
o.s.Measure.callDisableOptimization    avgt        5  3,167 ± 0,217  ns/op

注意事项:

• 你的两段代码之间实际上没有任何区别.JIT编译器可以轻松地为您调用该方法调用,最终在两种情况下都使用完全相同的代码;
• 增加的第三种情况表明,即使没有JIT编译器的内联,开销也是多么微不足道:真正的方法调用会产生小于2纳秒的开销.从透视角度来看,一百万次调用只会为整个运行时增加2毫秒.

关于衡量JVM性能的方法的一些评论:

• 你想要测量的是大约一纳秒 ;
• 你将纳秒与一个println操作一起包括在内,至少需要几微秒的时间;
• 你根本没有做过任何热身;
• 你没有收集具有统计代表性的样本;
• 您尝试报告的时间为第一次测量的6 毫秒.它与实际价值相差600万;
• 第一次测量和第二次测量之间的明显差异可归因于在第一次测量期间运行的一次性初始化代码,这是完全不相关的人工制品;
• 等等
• 等等