c++ - System.arraycopy 的 OpenJDK 实现

Question

在一个与 JVM 基于 char[] 实现字符串创建的方式相关的问题之后，我提到当 char[] 被复制到新字符串的内部时不会发生迭代，因为 System.arraycopy 得到最终被调用，它使用诸如 memcpy 之类的函数在 native 的、依赖于实现的级别 ( the original question) 复制所需的内存。

我想亲自检查一下，所以我下载了 Openjdk 7 源代码并开始浏览它。 我在 OpenJDK C++ 源代码中找到了 System.arraycopy 的实现，在 openjdx/hotspot/src/share/vm/oops/objArrayKlass.cpp 中:

if (stype == bound || Klass::cast(stype)->is_subtype_of(bound)) {
  // elements are guaranteed to be subtypes, so no check necessary
  bs->write_ref_array_pre(dst, length);
  Copy::conjoint_oops_atomic(src, dst, length);
} else {
  // slow case: need individual subtype checks

如果元素不需要类型检查(例如原始数据类型数组就是这种情况)，则调用 Copy::conjoin_oops_atomic。

Copy::conjoint_oops_atomic 函数位于“copy.hpp”中:

// overloaded for UseCompressedOops
static void conjoint_oops_atomic(narrowOop* from, narrowOop* to, size_t count) {
  assert(sizeof(narrowOop) == sizeof(jint), "this cast is wrong");
  assert_params_ok(from, to, LogBytesPerInt);
  pd_conjoint_jints_atomic((jint*)from, (jint*)to, count);
}

现在我们依赖于平台，因为复制操作有不同的实现，基于操作系统/架构。我将以 Windows 为例。 openjdk\hotspot\src\os_cpu\windows_x86\vm\copy_windows_x86.inline.hpp:

static void pd_conjoint_oops_atomic(oop* from, oop* to, size_t count) {
// Do better than this: inline memmove body  NEEDS CLEANUP
if (from > to) {
  while (count-- > 0) {
    // Copy forwards
    *to++ = *from++;
  }
} else {
  from += count - 1;
  to   += count - 1;
  while (count-- > 0) {
    // Copy backwards
    *to-- = *from--;
  }
 }
}

而且......令我惊讶的是，它遍历元素(oop 值)，一个一个地(貌似)复制它们。有人可以通过遍历数组中的元素来解释为什么即使在 native 级别也完成了复制吗？

Answer 1

因为 jint 最接近地映射到 int 而它最接近地映射到旧的硬件架构 WORD，它的大小基本上与数据总线的宽度。

当今的内存架构和 CPU 处理被设计为即使在缓存未命中的情况下也能尝试处理，并且内存位置倾向于预取 block 。您正在查看的代码在性能上并不像您想象的那么“糟糕”。硬件更智能，如果您实际上没有分析，您的“智能”获取例程实际上可能什么也没有添加(甚至减慢处理速度)。

当你被介绍到硬件架构时，你必须被介绍到简单的架构。现代的做的更多，所以你不能假设看起来低效的代码实际上是低效的。例如，当执行内存查找以评估 if 语句的条件时，通常会在查找发生时执行 if 语句的两个分支，并且在数据可用于评估后丢弃处理的“假”分支条件。如果您想提高效率，就必须剖析剖析数据，然后根据剖析数据采取行动。

查看 JVM 操作码部分的分支。您会看到它是(或者可能只是)一个 ifdef 宏的怪异之处，它支持(一次)三种不同的跳转到处理操作码的代码的方式。这是因为这三种不同的方式实际上在不同的 Windows、Linux 和 Solaris 架构上产生了有意义的性能差异。

也许他们可以包含 MMX 例程，但他们没有告诉我 SUN 认为现代硬件的性能提升不足以让我担心它。