为什么test1（）的运行速度比test2（）快？

Question

import java.util.Random;


public class Test{
    static int r = new Random().nextInt(2);
    static int a(){
        return r==1 ? 1 :0;
    }

    public static void test1() throws  Exception {
        //
        System.out.println(1403187139018L);
        for (int i = 0; i <   1073741824; i++) {}//*

        // Thread.sleep(20000);
        long d = 0;

        for (int j = 0; j < 10; j++) {
            long y = System.currentTimeMillis();

            for (int x = 0; x < 1073741823; x++) {
                d += r==0?1:0;
            }
            System.out.println((System.currentTimeMillis() -y));
        }
    }

    public static void test2()  throws  Exception{

        // Thread.sleep(20000);
        long d = 0;

        for (int j = 0; j < 10; j++) {
            long y = System.currentTimeMillis();

            for (int x = 0; x < 1073741824; x++) {
                d += r==0?1:0;
            }
            System.out.println((System.currentTimeMillis() -y));

            // System.out.println("time:"+ (System.currentTimeMillis() - y));
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws  Exception{
        // Thread.sleep(20000);

        test1();
        test2();

    }

}

当我运行上面的代码时，我得到以下输出：

32
26
28
28
32
29
35
33
30
31
1321
1308
1324
1277
1348
1321
1337
1413
1287
1331

为什么test1快得多？

除以下内容外没有其他区别：

System.out.println(1403187139018L);
for (int i = 0; i <   1073741824; i++) {}//*

另外，test1的时间成本是25-35毫秒，我认为这是难以置信的。 我用C编写了相同的代码，每个for循环大约需要4秒钟才能运行。

这种行为似乎很奇怪。 我如何知道何时添加：

System.out.println(1403187139018L);
for (int i = 0; i <   1073741824; i++) {}//*

另外，如果我改变

r==0?1:0

至

a()

然后test2（）的运行速度比test1（）快。

我得到的输出是：

1403187139018
3726
3729
3619
3602
3797
4362
4498
3816
4143
4368
1673
1386
1388
1323
1296
1337
1294
1283
1235
1460

原始旧版代码：...

long t = System.currentTimeMillis();
MappedByteBuffer mbb = map(new File("temp.mmp"), 1024L * 1024 * 1024);

System.out.println("load " + (System.currentTimeMillis() - t));//*
for (int i = 0; i < 2014L * 1024 * 1024; i++) {}//*
int d = 0;
for (int j = 0; j < 10; j++) {
    t = System.currentTimeMillis();
    mbb.position(0);
    mbb.limit(mbb.capacity());

    for (int i = 0; i < mbb.capacity(); i++) {
        d += mbb.get();
    }

    ....
}
System.out.println(d);

Answer 1

空循环可能会在第一种方法中触发JIT编译。 而且，JIT足够聪明，可以意识到您的代码除了获得当前时间和打印时间差之外，没有做任何有用的事情。 因此，它通过根本不运行来优化无用的代码。

如果您编写实际的，有用的代码，则JIT将做正确的事情。 不要试图通过添加空循环来弄乱它。

Answer 2

影响JIT编译的因素太多：

1. 执行统计。 在解释器运行方法时，它收集不同的统计信息：执行了哪些路径，采取了哪些分支，看到了哪些类实例等。在test1 ，统计信息是在第一个（空）循环内收集的，因此使JIT编译器无法真正执行场景。
2. 类初始化和不常见的陷阱。 从test1删除第一个System.out.println时，并非所有与打印相关的类都被初始化。 尝试调用未初始化类的方法会导致不常见的陷阱，从而导致使用新知识对方法进行优化和进一步重新编译。
3. 将r==0?1:0替换为a()时，在test1中收集的错误统计信息会成为一个恶作剧。 在已编译的test1 ，方法a()从未执行过，因此没有机会进行优化。 这就是为什么它比test2慢的原因，后者已经在a()的知识下进行a()编译。

当然，在尝试从头开始编写微基准测试时，很难预测影响JIT编译的所有因素。 这就是为什么推荐的对代码进行基准测试的方法是使用特殊的框架，在这些框架中大多数问题已经得到解决。 我个人建议JMH 。

Answer 3

优化代码后，它将使用有关优化之前代码运行方式的信息。 在test1（）中，第一个循环触发整个方法的优化，但是没有关于第二个循环将如何运行的信息，因此它没有像test2（）那样被优化

我期望应该发生的是重新优化了该方法，但是代码必须检测到它第一次进行的假设是无效的。

猜测可能有什么不同，test2（）可能已经展开循环，而在test1（）中则没有。 这可以解释性能上的差异。