热点编译器是否能够通过按位运算来限制索引范围，从而消除边界检查？

Question

热点编译器是否能够通过按位运算来限制索引范围，从而消除边界检查？

javaperformanceoptimizationjvm-hotspotbounds-check-elimination

8

考虑以下函数：

int foo(int[] indices) {
  int[] lookup = new int[256];
  fill(lookup); // populate values, not shown

  int sum = 0;
  for (int i : indices) {
    sum += lookup[i & 0xFF]; // array access
  }

  return sum;
}

现代的HotSpot虚拟机能否消除对于`lookup[i & 0xFF]`访问的边界检查？这个访问不会越界，因为`i & 0xFF`在0-255的范围内，而数组有256个元素。

- BeeOnRope

这不是编译器应该优化的吗？我认为HotSpot更多关注于针对“经常调用函数，让调用更快”的优化。 - akuzminykh

在Java中，编译器几乎没有进行任何优化。几乎所有标准的编译器优化都是由JIT在运行时应用的。这并不能说明它是否“应该”这样，只是实际上是如此。在这种情况下，我认为编译器无法进行优化：边界检查已经隐含在数组访问字节码中（与编译为本机代码的编译器不同，在访问之前，边界检查将使用一些显式指令）：因此除了某种“不安全的数组访问”字节码外，只有JVM可以对其进行优化。 - BeeOnRope

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- apangin · Accepted Answer

是的，这是一种相对简单的优化，HotSpot绝对可以实现。 JIT编译器推断表达式的可能范围，并使用这些信息来消除冗余检查。

我们可以通过打印汇编代码进行验证： -XX：CompileCommand = print，Test :: foo

...
0x0000020285b5e230: mov     r10d,dword ptr [rcx+r8*4+10h]  # load 'i' from indices array
0x0000020285b5e235: and     r10d,0ffh                      # i = i & 0xff
0x0000020285b5e23c: mov     r11,qword ptr [rsp+8h]         # load 'lookup' into r11
0x0000020285b5e241: add     eax,dword ptr [r11+r10*4+10h]  # eax += r11[i]

在加载 i 和 lookup[i & 0xff] 之间，没有比较指令。