JVM 或 JIT 是否能够减少重复的方法调用？

Question

我有一个函数，用于检查映射是否具有键 ( map.get(key) != null) 的某个值，然后返回该值，否则创建新值。
\n我想知道当给定键的值存在时，是否有任何 JVM 或 JIT 魔法不必执行 2 次映射查找？

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Value someValue = map.get(key) != null ? map.get(key) : new Value();\n

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根据我的基准测试，似乎无法进行优化，因为它明显比我们有一个局部变量来保存该值要慢：

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@Benchmark\npublic String duplicateCall() {\n    return map.get(1) != null ? map.get(1) : DEFAULT;\n}\n\n@Benchmark\npublic String nonDuplicateCall() {\n    final String s = map.get(1);\n    return s != null ? s : DEFAULT;\n}\n

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结果：

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Benchmark                                  Mode  Cnt       Score       Error   Units\nduplicateCall     thrpt    5  634001.515 \xc2\xb1 69181.631  ops/ms\nnonDuplicateCall  thrpt    5  869980.580 \xc2\xb1 66572.021  ops/ms\n

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Answer 1

只有优化器能够证明这两个操作是幂等的，消除重复的方法调用才能起作用，这需要查看 method\xe2\x80\x99s 的实际实现代码。

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您假设两次出现map.get(1)将执行相同的操作，这依赖于几个前提，JVM 可以\xe2\x80\x99t 认为这是理所当然的。

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• 您\xe2\x80\x99正在同一对象实例上调用该方法。即使在这个具有相邻调用的简单代码中，优化器也可以\xe2\x80\x99t 假设这一点，而不知道get实际的作用。如果get改变map参考，这个假设将无效。

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• 您\xe2\x80\x99 正在传递相同的密钥。您的代码表明我们\xe2\x80\x99正在谈论 a Map<Integer, String>，因此表达式会受到自动装箱的影响。您\xe2\x80\x99有效地传递Integer.valueOf(1)到另一个调用get的另一个出现。\n自动装箱/的特定合同允许用一个替换另一个，无论实现如何，问题是优化器是否会知道并利用这一点。Integer.valueOf(1)get
Integer.valueOf(int)

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• 该方法没有副作用。虽然假设 \xe2\x80\x99sMap实现get不会修改映射是合理的，但它可能包含默认情况下无效但可以激活的日志记录或基准语句，具体取决于某些运行时状态。如果有这样的语句，证明它们无效需要预测运行时状态。

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由于消除冗余只有在了解实现代码时才有效，因此只有在满足内联先决条件（例如，调用总是以相同的实现结束）时内联代码后才有效。然后，将应用常见子表达式消除等优化。

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这种优化的有效性取决于实际的实现代码。Map.of()对于像或 这样的空地图以及像或 这样Collections.emptyMap()的单例地图，这可能会很有效。但对于像or \xc2\xb9 这样的映射，实际实现太复杂，无法假设可以完全消除冗余计算。重要的是要记住，这还需要内联密钥的and （或）实现，以证明它们的幂等性。对于密钥而言不是问题，但对于其他密钥类型可能存在问题。Map.of(1, "foo")Collections.singletonMap(1, "foo")TreeMapHashMaphashCodeequalscompareToInteger

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为了说明这一点，我们\xe2\x80\x99正在讨论这样的实现HashMap：

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public V get(Object key) {\n    Node<K,V> e;\n    return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;\n}\nfinal Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {\n    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;\n    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&\n        (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {\n        if (first.hash == hash && // always check first node\n            ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))\n            return first;\n        if ((e = first.next) != null) {\n            if (first instanceof TreeNode)\n                return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);\n            do {\n                if (e.hash == hash &&\n                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))\n                    return e;\n            } while ((e = e.next) != null);\n        }\n    }\n    return null;\n}\n

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优化器必须内联此代码两次（由于代码大小阈值，它很可能不会\xe2\x80\x99t），然后证明两次出现的效果相同并且没有副作用\xe2\x80\xa6

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正如评论中已经提到的，map.getOrDefault(1, DEFAULT)如果您想要简洁的代码并避免重复的查找操作，您可以简单地使用。

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\xc2\xb9 和并发或同步映射无论如何都不在游戏中，除非优化器可以证明它们从未被另一个线程见过。

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