我正在对一些代码进行基准测试,即使使用完全相同的算法,我也无法使其运行得像java.math.BigInteger一样快. 因此,我将java.math.BigInteger个源代码复制到我自己的软件包中,并try 如下所示:

//import java.math.BigInteger;

public class MultiplyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Random r = new Random(1);
        long tm = 0, count = 0,result=0;
        for (int i = 0; i < 400000; i++) {
            int s1 = 400, s2 = 400;
            BigInteger a = new BigInteger(s1 * 8, r), b = new BigInteger(s2 * 8, r);
            long tm1 = System.nanoTime();
            BigInteger c = a.multiply(b);
            if (i > 100000) {
                tm += System.nanoTime() - tm1;
                count++;
            }
            result+=c.bitLength();
        }
        System.out.println((tm / count) + "nsec/mul");
        System.out.println(result); 
    }
}

当我运行这个(MacOS上的jdk 1.8.0_144-b01)时,它输出:

12089nsec/mul
2559044166

当我在未注释导入行的情况下运行它时:

4098nsec/mul
2559044166

使用JDK版本的BigInteger时,速度几乎是我的三倍,即使它使用的代码完全相同.

我已经用javap判断了字节码,并比较了使用选项运行时的编译器输出:

-Xbatch -XX:-TieredCompilation -XX:+PrintCompilation -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions 
-XX:+PrintInlining -XX:CICompilerCount=1

而且这两个版本似乎生成了相同的代码. 那么,HotSpot是否使用了一些我不能在代码中使用的预计算优化?我一直都明白他们不会. 如何解释这种差异呢?

推荐答案

是的,HotSpot JVM有点"欺骗",因为它有一些在Java代码中找不到的BigInteger种方法的特殊版本.这些方法称为JVM intrinsics.

特别值得一提的是,BigInteger.multiplyToLen是热点中的一种内在方法.JVM源代码库中有一个特殊的hand-coded assembly implementation,但仅适用于x86-64体系 struct .

您可以禁用这个instrinsic with -XX:-UseMultiplyToLenIntrinsic选项,强制JVM使用纯Java实现.在这种情况下,性能将与复制的代码的性能相似.

P.S.以下是list种其他方法.

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