Java中的静态函数内联答案

【问题标题】：Static functions inlining in JavaJava中的静态函数内联
【发布时间】：2012-06-22 17:43:00
【问题描述】：

第一个代码：

public static int pitagoras(int a, int b)
{
    return (int) Math.sqrt(a*a + b*b);
}

public static int distance(int x, int y, int x2, int y2)
{
    return pitagoras(x - x2, y - y2);
}

distance 经常被调用。当我用javac 编译它然后用javap -c 反编译时，我得到了这个字节码：

public static int pitagoras(int, int);
  Code:
   0:   iload_0
   1:   iload_0
   2:   imul
   3:   iload_1
   4:   iload_1
   5:   imul
   6:   iadd
   7:   i2d
   8:   invokestatic    #24; //Method java/lang/Math.sqrt:(D)D
   11:  d2i
   12:  ireturn

public static int distance(int, int, int, int);
  Code:
   0:   iload_0
   1:   iload_2
   2:   isub
   3:   iload_1
   4:   iload_3
   5:   isub
   6:   invokestatic    #34; //Method pitagoras:(II)I
   9:   ireturn

看来javac没有优化第二个功能distance。

第二个代码，我认为更快：

public static int distance(int x, int y, int x2, int y2)
{
    return (int) Math.sqrt((x - x2) * (x - x2) + (y - y2) * (y - y2));
}

及其字节码：

public static int distance(int, int, int, int);
  Code:
   0:   iload_0
   1:   iload_2
   2:   isub
   3:   iload_0
   4:   iload_2
   5:   isub
   6:   imul
   7:   iload_1
   8:   iload_3
   9:   isub
   10:  iload_1
   11:  iload_3
   12:  isub
   13:  imul
   14:  iadd
   15:  i2d
   16:  invokestatic    #24; //Method java/lang/Math.sqrt:(D)D
   19:  d2i
   20:  ireturn

invokestatic 快到和内联静态函数一样了吗？为什么javac 没有优化这个？或者它实际上是经过优化的，这两个代码会给出相同的结果，但我错过了什么？

【问题讨论】：

离题：这个人叫Pythagoras 而不是Pitagoras...
也许它会在运行时由 JIT 完成...
@brimborium 它看起来在西班牙语中是用“i”而不是“y”写成的：es.wikipedia.org/wiki/Pit%C3%A1goras
@GuillaumePolet 这很有趣（也很烦人）。毕达哥拉斯是一个希腊名字，所以我认为它应该拼写为希腊。

标签： java optimization inlining

【解决方案1】：

javac 没有优化。这就是 JVM 实现（通常是 HotSpot）的工作。

曾经在javac 中进行过一些优化，但它们使代码复杂化，并且据称倾向于安排代码以抑制 HotSpot 优化。

HotSpot 优化通常在数千次迭代后动态完成（可配置，默认取决于使用“客户端”、“服务器”还是分层版本）。

语言规范要求javac 做一些事情，例如内联常量和组合文字字符串。

【讨论】：

【解决方案2】：

Java 语言没有定义内联函数。许多（也许是大多数）即时 (JIT) 编译器会动态地（在运行时）将此类静态函数调用替换为内联代码。

【讨论】：

【解决方案3】：

我相信两个版本的性能会相似，因为 JVM 使用 JIT 来提高性能。

【讨论】：

【解决方案4】：

您正在寻找的优化类型（内联）不一定发生在编译时，但很有可能即时 (JIT) 编译器会在运行时执行它。

因此，您不太可能看到内联发生在字节码级别，更有可能的是，它会在程序执行期间发生在本机代码级别。

【讨论】：

【解决方案5】：

给出的答案是正确的：javac 不会内联方法，因为它可能不是最好的做法。

假设distance() 方法偶尔被调用一次，但并不经常调用。通过内联 pitagoras() 来优化它会减慢几乎不使用的东西的编译速度。

另一方面，Hotspot 知道一个方法何时被调用以及被调用了多少次。如果该方法经常执行，那么 Hotspot 可能会内联它并将其编译为本机代码，但前提是它可以提高性能。请记住，Hotspot 是唯一知道优化是否是好事的组件。

另外，请注意 javac 可能会进行一项优化：它消除了死代码。考虑这个类：

public class Test {
public final static boolean ENABLED=false;

public static void main(String... args) { 
  if(ENABLED)
    System.out.println("Hello World");
  }
}

main 方法的编译字节码是这样的：

public static void main(java.lang.String[]);
  Code:
   0:   return

=> javac 检测到无法到达println 行并将其删除。

【讨论】：