Java JIT在运行JDK代码时会作弊吗?

我正在对一些代码进行基准测试，即使在使用完全相同的算法时，我也无法让它运行得像java.math.BigInteger一样快。 所以我将java.math.BigInteger源复制到我自己的包中，并尝试这样做:

//import java.math.BigInteger;


public class MultiplyTest {
public static void main(String[] args) {
Random r = new Random(1);
long tm = 0, count = 0,result=0;
for (int i = 0; i < 400000; i++) {
int s1 = 400, s2 = 400;
BigInteger a = new BigInteger(s1 * 8, r), b = new BigInteger(s2 * 8, r);
long tm1 = System.nanoTime();
BigInteger c = a.multiply(b);
if (i > 100000) {
tm += System.nanoTime() - tm1;
count++;
}
result+=c.bitLength();
}
System.out.println((tm / count) + "nsec/mul");
System.out.println(result);
}
}

当我运行这个(MacOS上的jdk 1.8.0_144-b01)时，它输出:

12089nsec/mul
2559044166

当我运行import行时，没有注释:

4098nsec/mul
2559044166

使用JDK版本的BigInteger几乎比我的版本快三倍，即使使用的是完全相同的代码。

我已经检查了字节码与javap，并比较编译器输出时运行的选项:

-Xbatch -XX:-TieredCompilation -XX:+PrintCompilation -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions
-XX:+PrintInlining -XX:CICompilerCount=1

和两个版本似乎生成相同的代码。 那么hotspot是否使用了一些我不能在我的代码中使用的预先计算的优化?我一直理解他们不会。 如何解释这种差异?< / p >

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小开
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是的，HotSpot JVM有点“作弊”，因为它有一些特殊版本的BigInteger方法，你在Java代码中找不到。这些方法被称为这些JVM特性。

特别地，BigInteger.multiplyToLen是HotSpot中的一个固有方法。在JVM源代码库中有一个特殊的手工编码的程序集实现，但仅适用于x86-64体系结构。

你可以禁用这个内在的-XX:-UseMultiplyToLenIntrinsic选项来强制JVM使用纯Java实现。在这种情况下，性能将与复制的代码的性能相似。

这是其他HotSpot内在方法的列表。

小开

在Java 8中，这确实是一个内在方法;对该方法稍加修改的版本:

 private static BigInteger test() {


Random r = new Random(1);
BigInteger c = null;
for (int i = 0; i < 400000; i++) {
int s1 = 400, s2 = 400;
BigInteger a = new BigInteger(s1 * 8, r), b = new BigInteger(s2 * 8, r);
c = a.multiply(b);
}
return c;
}

运行这个:

 java -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions
-XX:+PrintInlining
-XX:+PrintIntrinsics
-XX:CICompilerCount=2
-XX:+PrintCompilation
<YourClassName>

这将打印很多行，其中之一将是:

 java.math.BigInteger::multiplyToLen (216 bytes)   (intrinsic)

另一方面，在Java 9中，该方法似乎不再是一个固有方法，但反过来它调用一个固有方法:

 @HotSpotIntrinsicCandidate
private static int[] implMultiplyToLen

因此，在Java 9下运行相同的代码(使用相同的参数)将显示:

java.math.BigInteger::implMultiplyToLen (216 bytes)   (intrinsic)

下面是相同的方法代码——只是命名略有不同。


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