前言

本文隶属于专栏《100个问题搞定Java虚拟机》,该专栏为笔者原创,引用请注明来源,不足和错误之处请在评论区帮忙指出,谢谢!

本专栏目录结构和参考文献请见100个问题搞定Java虚拟机

正文

循环无关代码外提

所谓的循环无关代码(Loop-invariant Code),指的是循环中值不变的表达式

如果能够在不改变程序语义的情况下,将这些循环无关代码提出循环之外,那么程序便可以避免重复执行这些表达式,从而达到性能提升的效果。

循环展开

另外一项非常重要的循环优化是循环展开(Loop Unrolling)。它指的是在循环体中重复多次循环迭代,并减少循环次数的编译优化

循环展开的缺点显而易见:它可能会增加代码的冗余度,导致所生成机器码的长度大幅上涨。

不过,随着循环体的增大,优化机会也会不断增加。一旦循环展开能够触发进一步的优化,总体的代码复杂度也将降低。

循环剥离

循环剥离指的是将循环的前几个迭代或者后几个迭代剥离出循环的优化方式。

一般来说,循环的前几个迭代或者后几个迭代都包含特殊处理。通过将这几个特殊的迭代剥离出去,可以使原本的循环体的规律性更加明显,从而触发进一步的优化。

计数循环

在 C2 中,只有计数循环(Counted Loop)才能被展开。所谓的计数循环需要满足如下四个条件。

  1. 维护一个循环计数器,并且基于计数器的循环出口只有一个(但可以有基于其他判断条件的出口)。
  2. 循环计数器的类型为 int、short 或者 char(即不能是 byte、long,更不能是 float 或者 double)。
  3. 每个迭代循环计数器的增量为常数。
  4. 循环计数器的上限(增量为正数)或下限(增量为负数)是循环无关的数值

循环判断外提

指的是将循环中的 if 语句外提至循环之前,并且在该 if 语句的两个分支中分别放置一份循环代码。

循环判断外提与循环无关检测外提

所针对的代码模式比较类似,都是循环中的 if 语句。

不同的是,后者在检查失败时会抛出异常,中止当前的正常执行路径;

而前者所针对的是更加常见的情况,即通过 if 语句的不同分支执行不同的代码逻辑。

上一篇 下一篇