JVM的JIT编译器是否生成使用矢量化浮点指令的代码？

Question

可以说，我的Java程序的瓶颈确实是一些紧密的循环，无法计算一堆矢量点积。是的，我已经进行了概要分析，是的，它是瓶颈，是的，它很重要，是的，这就是算法的方式，是的，我运行了Proguard来优化字节码，等等。

实质上，这是点产品。float[50]与之类似，我有两个，我需要计算成对乘积之和。我知道处理器指令集可以像SSE或MMX一样快速且批量地执行此类操作。

是的，我可能可以通过在JNI中编写一些本机代码来访问它们。JNI调用结果非常昂贵。

我知道您不能保证JIT将编译或不编译。有没有人 曾经
听说过使用这些指令的JIT生成的代码？如果是这样，那么有关Java代码的任何内容都可以使它以这种方式编译吗？

可能是“否”；值得一问。

Answer 1

因此，基本上，您希望代码运行得更快。JNI就是答案。我知道您说这对您不起作用，但让我向您展示您错了。

这里是Dot.java：

import java.nio.FloatBuffer;
import org.bytedeco.javacpp.*;
import org.bytedeco.javacpp.annotation.*;

@Platform(include = "Dot.h", compiler = "fastfpu")
public class Dot {
    static { Loader.load(); }

    static float[] a = new float[50], b = new float[50];
    static float dot() {
        float sum = 0;
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            sum += a[i]*b[i];
        }
        return sum;
    }
    static native @MemberGetter FloatPointer ac();
    static native @MemberGetter FloatPointer bc();
    static native @NoException float dotc();

    public static void main(String[] args) {
        FloatBuffer ab = ac().capacity(50).asBuffer();
        FloatBuffer bb = bc().capacity(50).asBuffer();

        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            a[i%50] = b[i%50] = dot();
            float sum = dotc();
            ab.put(i%50, sum);
            bb.put(i%50, sum);
        }
        long t1 = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            a[i%50] = b[i%50] = dot();
        }
        long t2 = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            float sum = dotc();
            ab.put(i%50, sum);
            bb.put(i%50, sum);
        }
        long t3 = System.nanoTime();
        System.out.println("dot(): " + (t2 - t1)/10000000 + " ns");
        System.out.println("dotc(): "  + (t3 - t2)/10000000 + " ns");
    }
}

和Dot.h：

float ac[50], bc[50];

inline float dotc() {
    float sum = 0;
    for (int i = 0; i < 50; i++) {
        sum += ac[i]*bc[i];
    }
    return sum;
}

我们可以使用以下命令使用JavaCPP进行编译和运行：

$ java -jar javacpp.jar Dot.java -exec

使用2.80GHz @ Fedora 30，GCC 9.1.1和OpenJDK 8或11的Intel®Core™i7-7700HQ
CPU，可以获得以下输出：

dot(): 39 ns
dotc(): 16 ns

或大约快2.4倍。我们需要使用直接NIO缓冲区而不是数组，但是HotSpot可以像访问数组一样快地访问直接NIO缓冲区。另一方面，在这种情况下，手动展开循环不会显着提高性能。