java – 什么是循环反转技术?

我正在通过一个文档谈论关于just-in-time compiler(JIT)的Java优化技术。其中之一是“循环反演”。文件说:

You replace a regular while loop with a do-while loop. And the
do-while loop is set within an if clause. This replacement leads to two fewer jumps.

循环反转如何工作,它如何优化我们的代码路径?

如果有人能用Java代码的示例来解释,以及JIT如何将其优化为本地代码,以及为什么在现代处理器中是最优的,这将是巨大的。

while (condition) { 
  ... 
}

工作流程:

>检查条件;
> if false,跳转到循环外;
>运行一次迭代;
>跳转到顶部。

if (condition) do {
  ...
} while (condition);

工作流程:

>检查条件;
>如果为false,跳转到循环之外;
>运行一次迭代;
>检查条件;
>如果为true,跳转到步骤3。

比较这两个,你可以很容易地看到,后者可能不做任何跳跃,只要有正好一个步骤通过循环,一般跳跃的数量将比迭代次数少一个。前者将不得不跳回检查条件,只有当条件为假时跳出循环。

现代流水线CPU架构上的跳转可能相当昂贵:由于CPU在跳转之前完成检查的执行,超出该跳转的指令已经在管道的中间。如果分支预测失败,则必须丢弃所有这些处理。在管道被重新启动时,进一步执行被延迟。

解释所提到的分支预测:对于每种条件跳转,CPU具有两个指令,每个指令包括对结果的下注。例如,你将在循环结束时放置一条指令,说“跳跃不为零,不下注不为零”,因为跳转必须在除最后一个迭代之外的所有迭代上进行。这样,CPU开始利用跳转目标之后的指令而不是跳转指令本身之后的指令来泵送其流水线。

重要的提示

请不要以此为例说明如何在源代码级别进行优化。这将是完全误导,因为,从你的问题已经清楚,从第一个形式到第二个转换是JIT编译器做的事情的例程,完全独自。

http://stackoverflow.com/questions/20826718/what-is-the-loop-inversion-technique

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