java - 提高网络编码-编码的性能

Question

我目前正在开发一个基于 Java 的网络编码库 (http://en.wikipedia.org/wiki/Network_coding)。这是非常占用 CPU 资源的，因此需要一些帮助来优化编码阶段。我实际上是在创建原始数据的随机线性组合，其中加法是异或，乘法是伽罗华域乘法(在 GF(2^16) 中)。

我已经尽我所能进行优化。例如我正在使用这样的技巧:http://groups.google.com/group/comp.dsp/browse_thread/thread/cba57ae9db9971fd/7cd21eec39ddae1a?hl=en&lnk=gst&q=Sarwate+Galois#7cd21eec39ddae1a使乘法更快。

因此，我正在寻找有关如何进一步优化它的提示。很难进行剖析，因为我使用的剖析器不会给你任何关于哪个操作最昂贵的提示(例如，它是数组查找还是 XOR)。所以我正处于随机尝试不同想法并测试它是否提高整体性能的地步。

更具体地说，我需要帮助的一些潜在改进领域是:

• 如何确保 Java 可以跳过数组操作的边界检查？
• 如何获取 HotSpot 优化完成后实际执行的字节码？

这是算法的核心。脱离上下文可能很难理解，但如果您看到我正在执行任何不必要的昂贵操作，请告诉我!

int messageFragmentStart = 0;
int messageFragmentEnd = fragmentCharSize;

int coefficientIndex = fragmentID * messageFragmentsPerDataBlock;
final int resultArrayIndexStart = fragmentID * fragmentCharSize;

for (int messageFragmentIndex = 0; messageFragmentIndex < messageFragmentsPerDataBlock; messageFragmentIndex++) {
    final int coefficientLogValue = coefficientLogValues[coefficientIndex++];
    int resultArrayIndex = resultArrayIndexStart;
    for (int i = messageFragmentStart; i < messageFragmentEnd; i++) {
        final int logSum = coefficientLogValue + logOfDataToEncode[i];
        final int messageMultipliedByCoefficient = expTable[logSum];                        
        resultArray[resultArrayIndex++] ^= messageMultipliedByCoefficient;
    }
    messageFragmentStart += fragmentCharSize;
    messageFragmentEnd = Math.min(messageFragmentEnd + fragmentCharSize, maxTotalLength);
}

Answer 1

您不能让 Java 放弃 JLS 中指定的边界检查。但在大多数情况下，只要边界检查很简单(例如 i < array.length )，JIT 就能够避免这种情况——如果不是这样，就没有办法避免这种情况(好吧，我假设有人可以玩不安全的对象？)。

对于你的第二个问题，有 this在这里应该可以很好地实现目的。

但是无论如何，从您的代码看来，这个问题对于向量化来说似乎是微不足道的，遗憾的是 JVM 并不擅长它/根本不擅长它。因此，使用编译内在函数(您甚至可以尝试 ICC/GCC 的自动矢量化)在 c/c++ 中实现相同的代码可能会导致一些非常明显的加速——假设我们没有完全受内存限制。所以我会用 C++ 实现它并使用 JNI 仅供引用。