scala专门化——使用对象而不是类会导致减速？

Question

我做了一些基准测试，结果我不知道如何解释。

我有两个类对泛型数组做同样（计算量很大）的事情，它们都使用专门化（@specialized，稍后是@spec）。一个类的定义如下：

class A [@spec T] {
  def a(d: Array[T], c: Whatever[T], ...) = ...
  ...
}

第二：（单例）

object B {
  def a[@spec T](d: Array[T], c: Whatever[T], ...) = ...
  ...
}

在第二种情况下，我得到了巨大的性能打击。为什么会这样？（注意：目前我对Java字节码和Scala编译器的内部结构不是很了解。）

以下是完整代码：https://github.com/magicgoose/trashbox/tree/master/sorting_tests/src/magicgoose/sorting这是从Java分离出来的排序算法，（几乎）自动转换为Scala，比较操作更改为泛型操作，以允许在不装箱的情况下使用与基本类型的自定义比较。再加上简单的基准测试（在不同长度上进行测试，使用JVM预热和平均值）
结果如下：（左列是原始JavaArrays.sort（int[]））

     JavaSort                    |      JavaSortGen$mcI$sp          |      JavaSortGenSingleton$mcI$sp
length 2        | time 0.00003ms | length 2        | time 0.00004ms | length 2        | time 0.00006ms
length 3        | time 0.00003ms | length 3        | time 0.00005ms | length 3        | time 0.00011ms
length 4        | time 0.00005ms | length 4        | time 0.00006ms | length 4        | time 0.00017ms
length 6        | time 0.00008ms | length 6        | time 0.00010ms | length 6        | time 0.00036ms
length 9        | time 0.00013ms | length 9        | time 0.00015ms | length 9        | time 0.00069ms
length 13       | time 0.00022ms | length 13       | time 0.00028ms | length 13       | time 0.00135ms
length 19       | time 0.00037ms | length 19       | time 0.00040ms | length 19       | time 0.00245ms
length 28       | time 0.00072ms | length 28       | time 0.00060ms | length 28       | time 0.00490ms
length 42       | time 0.00127ms | length 42       | time 0.00096ms | length 42       | time 0.01018ms
length 63       | time 0.00173ms | length 63       | time 0.00179ms | length 63       | time 0.01052ms
length 94       | time 0.00280ms | length 94       | time 0.00280ms | length 94       | time 0.01522ms
length 141      | time 0.00458ms | length 141      | time 0.00479ms | length 141      | time 0.02376ms
length 211      | time 0.00731ms | length 211      | time 0.00763ms | length 211      | time 0.03648ms
length 316      | time 0.01310ms | length 316      | time 0.01436ms | length 316      | time 0.06333ms
length 474      | time 0.02116ms | length 474      | time 0.02158ms | length 474      | time 0.09121ms
length 711      | time 0.03250ms | length 711      | time 0.03387ms | length 711      | time 0.14341ms
length 1066     | time 0.05099ms | length 1066     | time 0.05305ms | length 1066     | time 0.21971ms
length 1599     | time 0.08040ms | length 1599     | time 0.08349ms | length 1599     | time 0.33692ms
length 2398     | time 0.12971ms | length 2398     | time 0.13084ms | length 2398     | time 0.51396ms
length 3597     | time 0.20300ms | length 3597     | time 0.20893ms | length 3597     | time 0.79176ms
length 5395     | time 0.32087ms | length 5395     | time 0.32491ms | length 5395     | time 1.30021ms

后者是在对象中定义的，非常糟糕（大约慢4倍）。

我在运行基准测试时使用了scalacoptimize选项和不使用scalacoptimize选项，两者没有明显的区别（只有使用optimize时编译速度较慢）。

Answer 1

这只是众多专业化错误中的一个——我不确定这个错误是否在错误追踪器上被报告过。如果从排序中抛出异常，您将看到它调用的是第二个排序的泛型版本，而不是专用版本：

java.lang.Exception: Boom!
    at magicgoose.sorting.DualPivotQuicksortGenSingleton$.magicgoose$sorting$DualPivotQuicksortGenSingleton$$sort(DualPivotQuicksortGenSingleton.scala:33)
    at magicgoose.sorting.DualPivotQuicksortGenSingleton$.sort$mFc$sp(DualPivotQuicksortGenSingleton.scala:13)

请注意堆栈上最上面的东西是DualPivotQuicksortGenSingleton$$排序（...）而不是...排序$mFc$sp（...）？糟糕的编译器，糟糕！

作为一种解决方法，您可以将私有方法包装到最终的帮助对象中，例如。

def sort[@ spec T](a: Array[T]) { Helper.sort(a,0,a.length) }
private final object Helper {
  def sort[@spec T](a: Array[T], i0: Int, i1: Int) { ... }
}

无论出于何种原因，编译器随后意识到它应该调用专用变量。我还没有测试是否每个被另一个调用的特殊方法都需要在它自己的对象中；我将通过异常抛出技巧将其留给您。