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परिचय

अंत में, मैं जावा बाइटकोड का विस्तार से अध्ययन करने के लिए उपयोगी हो गया, और लगभग तुरंत मेरे दिमाग में एक दिलचस्प सवाल पैदा हुआ। वहाँ एक एनओपी निर्देश है कि कुछ भी नहीं करता है। तो, यह "कुछ भी नहीं" प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है? दरअसल, इसके अध्ययन की प्रक्रिया को पोस्ट में वर्णित किया गया है।

त्याग

खुद कहानी, सबसे पहले, इस बारे में नहीं है कि यह वास्तव में कैसे काम करता है, लेकिन प्रदर्शन को मापने के दौरान आपको किस तरह की त्रुटियों से सावधान रहना चाहिए।

उपकरण

चलो मुख्य बात से शुरू करते हैं: सभी माप कैसे किए गए थे। कोड उत्पन्न करने के लिए, ASM लाइब्रेरी का उपयोग किया गया था, बेंचमार्क स्वयं बनाने के लिए - JMH ।

प्रतिबिंब का उपयोग नहीं करने के लिए, एक छोटा इंटरफ़ेस बनाया गया था:

public interface Getter { int get(); }

अगला, एक वर्ग उत्पन्न किया गया था जो प्राप्त विधि को लागू करता है:

  public get()I NOP ... NOP LDC 20 IRETURN

आप नोटों की मनमानी संख्या सम्मिलित कर सकते हैं।

पूर्ण जनरेटर कोड

 public class SimpleGetterClassLoader extends ClassLoader { private static final String GENERATED_CLASS_NAME = "other.GeneratedClass"; private static final ClassLoader myClassLoader = new SimpleGetterClassLoader(); @SuppressWarnings("unchecked") public static Getter newInstanceWithNOPs(int nopCount) throws Exception { Class<?> clazz = Class.forName(GENERATED_CLASS_NAME + "_" + nopCount, false, myClassLoader); return (Getter) clazz.newInstance(); } @NotNull @Override protected Class<?> findClass(@NotNull String name) throws ClassNotFoundException { if (!name.startsWith(GENERATED_CLASS_NAME)) throw new ClassNotFoundException(name); int nopCount = Integer.parseInt(name.substring(GENERATED_CLASS_NAME.length() + 1)); ClassWriter cw = new ClassWriter(0); cw.visit(V1_5, ACC_PUBLIC, name.replace('.', '/'), null, getInternalName(Object.class), new String[]{getInternalName(Getter.class)}); { MethodVisitor mv = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "<init>", "()V", null, null); mv.visitCode(); mv.visitVarInsn(ALOAD, 0); mv.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, getInternalName(Object.class), "<init>", "()V"); mv.visitInsn(RETURN); mv.visitMaxs(1, 1); mv.visitEnd(); } { MethodVisitor mv = cw.visitMethod(ACC_PUBLIC, "get", "()I", null, null); mv.visitCode(); for (int i = 0; i < nopCount; i++) { mv.visitInsn(NOP); } mv.visitLdcInsn(20); mv.visitInsn(IRETURN); mv.visitMaxs(1, 1); mv.visitEnd(); } cw.visitEnd(); byte[] bytes = cw.toByteArray(); return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length); } }

बेंचमार्क

 @State(Scope.Benchmark) @OutputTimeUnit(TimeUnit.MICROSECONDS) public class Bench { private Getter nop_0; private Getter nop_10; ... @Setup public void setup() throws Exception { nop_0 = newInstanceWithNOPs(0); nop_10 = newInstanceWithNOPs(10); ... } @GenerateMicroBenchmark public int nop_0() { return nop_0.get(); } @GenerateMicroBenchmark public int nop_10() { return nop_10.get(); } ...

सत्य की खोज

पहले 2 परीक्षण शुरू किए गए थे: बिना knobs और 2000 के बाद से।

 Benchmark Mode Samples Mean Mean error Units b.Bench.nop_0 thrpt 5 838,753 48,962 ops/us b.Bench.nop_2000 thrpt 5 298,428 7,965 ops/us

और तुरंत, मैंने एक बहुत शक्तिशाली निष्कर्ष निकाला: "बेवकूफ जेआईटी पैर नहीं काटता है, लेकिन उन्हें मशीन में अनुवाद करता है।"

विशेषज्ञों से सवाल:

यदि यह सच था, तो क्या माप परिणाम समान होगा? या वहाँ कुछ पूरी तरह से अलग होगा?

लेकिन यह, फिर भी, एक परिकल्पना थी, और मैं वास्तव में इसका परीक्षण करना चाहता था। पहले तो मुझे यकीन हो गया कि ये तरीके वास्तव में जेआईटी द्वारा संकलित हैं, फिर मैंने क्या देखा। स्वाभाविक रूप से, कोडांतरक पूरी तरह से समान था। और तब मुझे महसूस हुआ कि मुझे कुछ समझ नहीं आया। निष्पादन योग्य कोड पूरी तरह से समान है, और प्रदर्शन 2.5 गुना अलग है। यह अजीब है।

तब मैं वास्तव में निर्भरता के प्रकार को देखना चाहता था।

 Benchmark Mode Samples Mean Mean error Units b.Bench.nop_0 thrpt 5 813,010 71,510 ops/us b.Bench.nop_2000 thrpt 5 302,589 12,360 ops/us b.Bench.nop_10000 thrpt 5 0,268 0,017 ops/us

छिपा हुआ ज्ञान

यह माप आम तौर पर भव्य है। 3 अंक, और सभी विभिन्न दृश्यों से।

यह अलग से ध्यान देने योग्य है कि एक नए बिंदु के लिए, चाहे संकलन होता है या आउटपुट पर क्या होता है, मैंने बिल्कुल नहीं देखा। स्वचालित रूप से माना जाता है कि सब कुछ 0 / 2k पर समान है। जो एक गलती थी।

मैंने इसे देखा, और निम्नलिखित दूरगामी निष्कर्ष बनाया: "निर्भरता बहुत दृढ़ता से गैर-रैखिक है।" लेकिन, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि इस जगह पर मुझे संदेह होने लगा कि असली चीज खुद गांठों में नहीं है, बल्कि विधि के आकार में है।

अगला विचार यह था कि हमारे पास आभासी तरीके हैं, जिसका अर्थ है कि वे आभासी तरीकों की तालिका में संग्रहीत हैं। हो सकता है कि तालिका स्वयं आकार संवेदनशील हो? सत्यापन के लिए, मैंने बस स्थिर विधियों में कोड स्थानांतरित कर दिया, और निश्चित रूप से, कुछ भी नहीं बदला।

विशेषज्ञों का प्रश्न २

क्या यह विचार पूरी तरह से मूर्ख था? या उसमें कुछ समझदार था?

इसके अलावा, गलतफहमी से, यह देखने के लिए उपयोगी था कि विधि का आकार क्या था। इसका जवाब ओपजंक स्रोतों में पाया गया:

  develop(intx, HugeMethodLimit, 8000, \ "Don't compile methods larger than this if " \ "+DontCompileHugeMethods")

दिलचस्प है, सिर्फ 2k और 10k के बीच। आइए मेरी विधि के आकार की गणना करें: "वापसी 20" पर 3 बाइट्स, 7997 अवशेष।

 Benchmark Mode Samples Mean Mean error Units b.Bench.nop_0 thrpt 5 797,376 12,998 ops/us b.Bench.nop_2000 thrpt 5 306,795 0,243 ops/us b.Bench.nop_7997 thrpt 5 303,314 7,161 ops/us b.Bench.nop_7998 thrpt 5 0,335 0,001 ops/us b.Bench.nop_10000 thrpt 5 0,269 0,000 ops/us

अनुमान लगाया, यह सीमा स्पष्ट है। यह समझने के लिए बना रहता है कि 8000 बाइट तक क्या होता है। अंक जोड़ें:

 Benchmark Mode Samples Mean Mean error Units b.Bench.nop_0 thrpt 5 853,499 61,847 ops/us b.Bench.nop_10 thrpt 5 845,861 112,504 ops/us b.Bench.nop_100 thrpt 5 867,068 20,681 ops/us b.Bench.nop_500 thrpt 5 304,116 1,665 ops/us b.Bench.nop_1000 thrpt 5 299,295 8,745 ops/us b.Bench.nop_2000 thrpt 5 306,495 0,578 ops/us b.Bench.nop_7997 thrpt 5 301,322 7,992 ops/us b.Bench.nop_7998 thrpt 5 0,335 0,005 ops/us b.Bench.nop_10000 thrpt 5 0,269 0,004 ops/us b.Bench.nop_25000 thrpt 5 0,105 0,007 ops/us b.Bench.nop_50000 thrpt 5 0,053 0,001 ops/us

पहली बात जो हमें यहां भाती है, वह यह है कि जीट डिस्कनेक्ट होने के बाद, एक रैखिक संबंध बहुत स्पष्ट रूप से दिखाई देता है। जो वास्तव में हमारी उम्मीद के साथ मेल खाता है, क्योंकि प्रत्येक एनओपी को स्पष्ट रूप से संसाधित करने की आवश्यकता है।

अगली चीज जो आंख पर पड़ती है वह एक मजबूत भावना है कि 8k तक निर्भरता एक तरह की नहीं है, बल्कि सिर्फ 2 स्थिरांक हैं। मैनुअल बाइनरी खोज का एक और 5 मिनट, और सीमा मिलती है।

 Benchmark Mode Samples Mean Mean error Units b.Bench.nop_0 thrpt 5 805,466 10,074 ops/us b.Bench.nop_10 thrpt 5 862,027 4,756 ops/us b.Bench.nop_100 thrpt 5 861,462 9,881 ops/us b.Bench.nop_322 thrpt 5 863,176 22,385 ops/us b.Bench.nop_323 thrpt 5 303,677 5,130 ops/us b.Bench.nop_500 thrpt 5 299,368 11,143 ops/us b.Bench.nop_1000 thrpt 5 302,884 3,373 ops/us b.Bench.nop_2000 thrpt 5 306,682 3,598 ops/us b.Bench.nop_7997 thrpt 5 301,457 4,209 ops/us b.Bench.nop_7998 thrpt 5 0,337 0,001 ops/us b.Bench.nop_10000 thrpt 5 0,268 0,004 ops/us b.Bench.nop_25000 thrpt 5 0,107 0,002 ops/us b.Bench.nop_50000 thrpt 5 0,053 0,000 ops/us

लगभग सब कुछ, यह समझने के लिए रहता है कि यह किस तरह की सीमा है। आइए गणना करते हैं: 3 + 322 == 325। हम देख रहे हैं कि किस तरह का जादू 325 है, और हम एक निश्चित कुंजी -XX पाते हैं: FreqInlineSize

FreqInlineSize आधुनिक 64 बिट लिनक्स पर 325 है

और डॉक से इसका विवरण:

पूर्ण रूप से निष्पादित विधि में इंटेगर अधिक से अधिक बाइटकोड निर्देशों को निर्दिष्ट करता है जो कि अंतर्निर्मित हो जाता है।

हुर्रे! अंत में, सब कुछ एक साथ आया। कुल मिलाकर, हमें विधि के आकार पर प्रदर्शन की निर्भरता मिली (निश्चित रूप से, "अन्य सभी चीजें समान हैं")।
1. JIT + इनलाइन
2. जेआईटी
3. ईमानदार व्याख्या

निष्कर्ष

जैसा कि मैंने शुरुआत में कहा था, मुख्य बात जो आपको ध्यान देनी चाहिए वह वास्तविक व्यवहार नहीं है। यह काफी तुच्छ था, और मुझे यकीन है कि यह गोदी में वर्णित है (मैंने इसे नहीं पढ़ा है, मुझे नहीं पता)। मेरा मुख्य संदेश यह है कि सामान्य ज्ञान पर भरोसा करना बहुत महत्वपूर्ण है, और यदि माप के परिणाम कम से कम इसके साथ कुछ हद तक हैं, या बस समझ से बाहर लग रहे हैं, तो आपको निश्चित रूप से सब कुछ जांचना और दोबारा जांचना चाहिए।

मुझे उम्मीद है कि किसी को यह पोस्ट दिलचस्प लगी।

पुनश्च

हर समय मैंने बाइट्स में 8000 और 325 दोनों को सम्मिलित किया। ऐसा लगता है कि गैर-समावेशी निर्देशों में ऐसा करना आवश्यक था।

विशेषज्ञों का प्रश्न ३

आखिर 325 और 8000 ही क्यों? क्या ये यादृच्छिक संख्याएँ हैं, या उनके पीछे कुछ है?