为什么局部可变长度的for循环更快？ 分支预测不会减少查找时间的影响吗？

Question

前阵子，当我来的时候，我正在阅读一些Android性能提示 ：

Foo[] mArray = ...

public void zero() {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < mArray.length; ++i) {
        sum += mArray[i].mSplat;
    }
}

public void one() {
    int sum = 0;
    Foo[] localArray = mArray;
    int len = localArray.length;

    for (int i = 0; i < len; ++i) {
        sum += localArray[i].mSplat;
    }
}

Google说：

zero()最慢，因为JIT尚无法优化循环中每次迭代一次获取数组长度的成本。

one()更快。 它将所有内容提取到局部变量中，从而避免了查找。 只有阵列长度才能提供性能优势。

完全有意义。 但是对我的计算机体系结构考试考虑得太多之后，我想起了Branch Predictors ：

分支预测器是一种数字电路，它试图猜测在确定之前知道分支（例如，if-then-else结构）将走哪条路。 分支预测器的目的是改善指令管道中的流程。

计算机是否不是假设 i < mArray.length 为 true ，从而并行计算循环条件和循环主体 （并且仅预测最后一个循环的错误分支） ，从而有效地消除了性能损失？

我也在考虑投机执行 ：

推测执行是一种优化技术，其中计算机系统执行某些实际上可能不需要的任务……目标是提供更多的并发性……

在这种情况下， 计算机将同时执行代码，就好像循环已经完成，并且好像仍在并发进行一样 ，再次有效地消除了与该条件相关的任何计算成本 （因为计算机已经为将来执行了计算）它计算条件）？

从本质上讲，我试图得出的事实是，即使zero()的条件要比one()花费更长的时间进行计算，计算机通常也会在等待检索时计算出正确的代码分支无论如何，都是对条件语句的答案，因此对myAray.length的查找中的性能损失不重要（无论如何，这就是我的想法）。

这里有我没有意识到的东西吗？

很抱歉问题的长度。

提前致谢。

Answer 1

您链接到的站点注释：

zero（）最慢，因为JIT尚无法优化循环中每次迭代一次获取数组长度的成本。

我尚未在Android上进行过测试，但现在我认为这是对的。 这意味着，对于循环的每次迭代，CPU必须执行从内存加载mArray.length值的代码。 原因是数组的长度可能会更改，因此编译器无法将其视为静态值。

而在one()选项中，程序员根据对数组长度不变的认识来显式设置len变量。 由于这是一个局部变量，因此编译器可以将其存储在寄存器中，而不必在每次循环迭代中从内存中加载它。 因此，这将减少循环中执行的指令数量，并使分支更容易预测。

没错，分支预测有助于减少与循环条件检查相关的开销。 但是仍然有可能进行多少推测，因此在每个循环迭代中执行更多的指令会产生额外的开销。 同样，许多移动处理器的分支预测器也不那么先进，并且不支持那么多的推测。

我的猜测是，在使用像HotSpot这样的高级Java JIT的现代台式机处理器上，您不会看到3倍的性能差异。 但是我不确定，尝试尝试可能是一个有趣的实验。