在OS X中，为什么使用println（）会导致程序比没有println（）运行得更快

Question

我遇到了一个非常奇怪的错误，我希望这里的某个人可以解决一些问题，因为它已经超出了我的专业领域。

首先，相关背景信息：我在2013年晚些时候使用2.4GHz Haswell CPU在Macbook Pro Retina上运行OS X 10.9.4。 我正在从Oracle使用JDK SE 8u5 for OS X，并且我在最新版本的IntelliJ IDEA上运行我的代码。 这个bug似乎也只针对OS X，因为我已经在Reddit上发布了关于这个bug的信息，而OS X的其他用户能够重新创建它，而Windows和Linux上的用户，包括我自己，让程序按预期运行println（）版本运行比没有println（）的版本慢半秒。

现在的bug：在我的代码中，我有一个println（）语句，当包含时，程序运行在~2.5秒。 如果我通过删除它或将其注释掉来删除println（）语句，程序违反直觉需要更长时间才能运行~9秒。 这是非常奇怪的，因为I / O理论上应该减慢程序速度，而不是让它更快。

对于我的实际代码，这是我对Project Euler Problem 14的实现 。 请记住我还是学生，所以这不是最好的实施：

public class ProjectEuler14
{
    public static void main(String[] args)
    {
        final double TIME_START = System.currentTimeMillis();

        Collatz c = new Collatz();
        int highestNumOfTerms = 0;
        int currentNumOfTerms = 0;
        int highestValue = 0; //Value which produces most number of Collatz terms


        for (double i = 1.; i <= 1000000.; i++)
        {
            currentNumOfTerms = c.startCollatz(i);


            if (currentNumOfTerms > highestNumOfTerms)
            {
                highestNumOfTerms = currentNumOfTerms;
                highestValue = (int)(i);
                System.out.println("New term: " + highestValue); //THIS IS THE OFFENDING LINE OF CODE
            }
        }

        final double TIME_STOP = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("Highest term: " + highestValue + " with " + highestNumOfTerms + " number of terms");
        System.out.println("Completed in " + ((TIME_STOP - TIME_START)/1000) + " s");
    }
}


public class Collatz
{
    private static int numOfTerms = 0;
    private boolean isFirstRun = false;

    public int startCollatz(double n)
    {
        isFirstRun = true;
        runCollatz(n);
        return numOfTerms;
    }

    private void runCollatz(double n)
    {
        if (isFirstRun)
        {
            numOfTerms = 0;
            isFirstRun = false;
        }

        if (n == 1)
        {
            //Reached last term, does nothing and causes program to return to startCollatz()
        }

        else if (n % 2 == 0)
        {
            //Divides n by 2 following Collatz rule, running recursion
            numOfTerms = numOfTerms + 1;
            runCollatz(n / 2);
        }

        else if (n % 2 == 1)
        {
            //Multiples n by 3 and adds one, following Collatz rule, running recursion
            numOfTerms = numOfTerms + 1;
            runCollatz((3 * n) + 1);
        }
    }
}

有问题的代码行已经使用全部大写字母进行了评论，因为它看起来不像是行号。 如果你找不到它，它在我的main方法的for（）循环中的嵌套if（）语句中。

我在使用和不使用该行的情况下多次运行我的代码，并且我一直使用println（）和没有println（）的〜9秒来获得上述约2.5秒的时间。 我还重启了我的笔记本电脑多次，以确保它不是我当前的操作系统运行和时间保持一致。

由于其他OS X 10.9.4用户能够复制代码，我怀疑这是由于编译器，JVM或操作系统本身的低级错误。 无论如何，这超出了我的知识范围。 这不是一个关键的错误，但我肯定对为什么会发生这种情况感兴趣并且会欣赏任何洞察力。

Answer 1

我做了一些研究，还有一些关于@ekabanov的研究，以下是研究结果。

• 您所看到的效果只发生在Java 8而不是Java 7中。
• 额外的行触发不同的JIT编译/优化
• 更快版本的汇编代码大约3倍，快速浏览显示它循环展开
• JIT编译日志显示较慢的版本成功内联runCollat​​z，而较快的版本没有说明被调用者太大（可能是因为展开）。

有一个很棒的工具可以帮助你分析这种情况，它被称为jitwatch 。 如果它是汇编级别，那么您还需要HotSpot反汇编程序 。

我也会发布我的日志文件。 您可以将热点日志文件提供给jitwatch，并且您可以区分组件提取以发现差异。

• 快速版本的热点日志文件
• 快速版本的程序集日志文件
• 慢版本的热点日志文件
• 慢版本的程序集日志文件