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为什么边界检查不会被消除?

我写了一个简单的基准测试,以便找出当通过按位和数组计算数组时是否可以消除边界检查.这几乎就是所有哈希表的作用:它们计算

h & (table.length - 1)
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

作为索引table,其中hhashCode或派生值.该结果表明,边界检查不被淘汰.

我的基准的想法很简单:计算两个值ij,其中既保证是有效的数组索引.

  • i是循环计数器.当它被用作数组索引时,边界检查被消除.
  • j计算为x & (table.length - 1),x每次迭代时某些值都在变化.当它被用作数组索引时,边界检查不会被消除.

相关部分如下:

for (int i=0; i<=table.length-1; ++i) {
    x += result;
    final int j = x & (table.length-1);
    result ^= i + table[j];
}
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另一个实验使用

    result ^= table[i] + j;
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代替.时间上的差异可能是15%(在我尝试的不同变体中非常一致).我的问题:

  • 除了绑定检查消除之外还有其他可能的原因吗?
  • 有一些复杂的原因我不明白为什么没有绑定检查消除j

答案摘要

MarkoTopolnik的回答表明它更复杂,并且不能保证取消边界检查是一种胜利,特别是在他的计算机上,"正常"代码比"蒙面"慢.我想这是因为它允许一些额外的优化,在这种情况下显示实际上是有害的(鉴于当前CPU的复杂性,编译器甚至几乎不知道).

leventov的答案清楚地表明,数组边界检查是在"屏蔽"中完成的,并且它的消除使得代码与"正常"一样快.

Donal Fellows指出这样一个事实,即屏蔽不适用于零长度表,x & (0-1)等于x.因此,编译器可以做的最好的事情是用零长度检查替换绑定的检查.但这是恕我直言仍然值得,因为零长度检查可以轻松地移出循环.

建议优化 …

java optimization microbenchmark bounds-check-elimination

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