Tại sao System.arraycopy có nguồn gốc trong Java?

Question

Tôi đã rất ngạc nhiên khi thấy trong nguồn Java rằng System.arraycopy là một phương thức gốc.

Tất nhiên lý do là vì nó nhanh hơn. Nhưng những gì thủ đoạn bản địa là mã có thể sử dụng mà làm cho nó nhanh hơn?

Tại sao không chỉ lặp qua mảng ban đầu và sao chép từng con trỏ vào mảng mới - chắc chắn điều này không phải là chậm và cồng kềnh?

Answer 1

Trong mã gốc, nó có thể được thực hiện với một đơn memcpy/memmove, trái ngược với n hoạt động sao chép riêng biệt. Sự khác biệt về hiệu suất là đáng kể.

Answer 2

Nó không thể được viết bằng Java. Mã nguồn gốc có thể bỏ qua hoặc bỏ qua sự khác biệt giữa các mảng của đối tượng và mảng nguyên thủy. Java không thể làm điều đó, ít nhất là không hiệu quả.

Và nó không thể được viết với một đơn memcpy(), vì ngữ nghĩa được yêu cầu bởi mảng chồng chéo.

Answer 3

Có một vài lý do:

1. Các JIT là khó có khả năng tạo ra như hiệu quả mã cấp thấp như một mã số C bằng tay bằng văn bản. Sử dụng mức thấp C có thể cho phép rất nhiều tối ưu hóa gần như không thể làm cho một trình biên dịch JIT chung.

   Xem liên kết này đối với một số thủ thuật và so sánh tốc độ của bàn tay bằng văn bản triển khai C (memcpy, nhưng nguyên tắc là như nhau): Kiểm tra Optimizing Memcpy improves speed

2. Phiên bản C này là khá nhiều độc lập của các loại và kích thước của các thành viên mảng. Không thể làm điều tương tự trong java vì không có cách nào để lấy nội dung mảng như một khối dữ liệu thô (ví dụ: con trỏ).

Answer 4

Tất nhiên, phụ thuộc triển khai.

HotSpot sẽ coi đó là mã "nội tại" và chèn vào trang web cuộc gọi. Đó là mã máy, không làm chậm mã C cũ. Điều này cũng có nghĩa là các vấn đề với chữ ký của phương pháp phần lớn biến mất.

Một vòng lặp sao chép đơn giản đủ đơn giản để tối ưu hóa rõ ràng có thể được áp dụng cho nó. Ví dụ vòng lặp unrolling. Chính xác những gì xảy ra là một lần nữa thực hiện phụ thuộc.

Answer 5

Trong các thử nghiệm của riêng tôi System.arraycopy() để sao chép nhiều mảng kích thước là 10 đến 20 lần nhanh hơn so với đan xen cho vòng:

float[][] foo = mLoadMillionsOfPoints(); // result is a float[1200000][9] 
float[][] fooCpy = new float[foo.length][foo[0].length]; 
long lTime = System.currentTimeMillis(); 
System.arraycopy(foo, 0, fooCpy, 0, foo.length); 
System.out.println("native duration: " + (System.currentTimeMillis() - lTime) + " ms"); 
lTime = System.currentTimeMillis(); 

for (int i = 0; i < foo.length; i++) 
{ 
    for (int j = 0; j < foo[0].length; j++) 
    { 
     fooCpy[i][j] = foo[i][j]; 
    } 
} 
System.out.println("System.arraycopy() duration: " + (System.currentTimeMillis() - lTime) + " ms"); 
for (int i = 0; i < foo.length; i++) 
{ 
    for (int j = 0; j < foo[0].length; j++) 
    { 
     if (fooCpy[i][j] != foo[i][j]) 
     { 
      System.err.println("ERROR at " + i + ", " + j); 
     } 
    } 
} 

này in:

System.arraycopy() duration: 1 ms 
loop duration: 16 ms