java switch table_关于java:JVM的LookupSwitch和TableSwitch之间的区别?
我很难理解Java字节码中的LoopUpwitter和TabLeSwitCH。
如果我理解得很好,LoopUpTwitter和TabLaswitCH都对应于Java源的EDCOX1×0语句吗?为什么一个Java语句生成2个不同的字节码?
Jasmin文件:
查找开关
桌上女巫
区别在于lookupswitch使用带有键和标签的表,而tableswitch只使用带有标签的表。
在执行tableswitch时,堆栈顶部的int值直接用作表中的索引,以获取跳转目标并立即执行跳转。整个lookup+jump过程是一个O(1)操作,这意味着它的速度非常快。
执行lookupswitch时,将堆栈顶部的int值与表中的键进行比较,直到找到匹配项,然后使用该键旁边的跳转目标执行跳转。由于lookupswitch表总是必须进行排序,因此对于每个x编译器根据switch语句的紧凑程度来决定要使用哪条指令,例如:
switch (inputValue) {
case 1: // ...
case 2: // ...
case 3: // ...
default: // ...
}
上面的开关非常紧凑,没有数字"孔"。编译器将创建这样的表开关:
tableswitch 1 3
OneLabel
TwoLabel
ThreeLabel
default: DefaultLabel
Jasmin页面的伪代码很好地解释了这一点:
int val = pop(); // pop an int from the stack
if (val < low || val > high) { // if its less than or greater than ,
pc += default; // branch to default
} else { // otherwise
pc += table[val - low]; // branch to entry in table
}
这段代码非常清楚这种TableSwitch是如何工作的。val为inputValue,low为1(交换机中的最低case值),high为3(交换机中的最高case值)。
即使有一些孔,开关也可以很紧凑,例如
switch (inputValue) {
case 1: // ...
case 3: // ...
case 4: // ...
case 5: // ...
default: // ...
}
上面的开关"几乎紧凑",只有一个孔。编译器可以生成以下指令:
tableswitch 1 6
OneLabel
FakeTwoLabel
ThreeLabel
FourLabel
FiveLabel
default: DefaultLabel
; <...code left out...>
FakeTwoLabel:
DefaultLabel:
; default code
如您所见,编译器必须为2添加一个假的case,FakeTwoLabel。因为2不是开关的实际值,所以faketwLabel实际上是一个标签,它可以准确地更改代码流默认情况所在的位置,因为值2实际上应该执行默认情况。
因此,对于编译器创建TableSwitch来说,开关并不一定要非常紧凑,但它至少应该非常接近紧凑性。现在考虑以下开关:
switch (inputValue) {
case 1: // ...
case 10: // ...
case 100: // ...
case 1000: // ...
default: // ...
}
这个开关几乎没有紧凑性,它有超过百倍的洞比值多。我们可以称之为备用开关。编译器将不得不生成近千个伪案例来将此开关表示为TableSwitch。结果将是一个巨大的表,极大地放大了类文件的大小。这是不实际的。相反,它将生成一个lookupswitch:
lookupswitch
1 : Label1
10 : Label10
100 : Label100
1000 : Label1000
default : DefaultLabel
这个表只有5个条目,而不是1000多个条目。该表有4个实数,o(log 4)是2(这里的log 2是以btw为基,而不是以10为基,因为计算机是用二进制数操作的)。这意味着,VM最多需要两个比较来查找输入值的标签或得出结论,即该值不在表中,因此必须执行默认值。即使该表有100个条目,也最多需要7个比较,才能找到正确的标签或决定跳到默认标签(7个比较远小于100个比较,您不认为吗?).
所以,这两个指令是可以互换的,或者两个指令的原因有历史原因,这是无稽之谈。对于两种不同的情况,有两种指令,一种用于具有紧凑型值(最大速度)的开关,另一种用于具有备用值(不是最大速度,但仍然具有良好的速度和非常紧凑的表表示,不管所有数字孔如何)。
对于任何大于对数基数的n,n*log(n)大于n,我认为这通常比我们正在评估的n的大小要小得多;即,O(n)比O(n log n)更好。
@FauxFaux:谢谢你的信息,我已经相应地修改了回复。
更准确地说,它javac 8为时间复杂度赋予3个权重,为空间复杂度赋予1个权重:stackoverflow.com/a/31032054/895245
"这里的日志是以2 btw为底的,而不是以10为底的,因为计算机操作二进制数"-我不认为二进制数系统在这里起任何作用。只是每次搜索的集合被减半,因此日志的基数是2。
只是想说,tableswitch不是o(1),至少在实践中不是,根据一些测试,它是线性的。请参见以下网址:github.com/frostwire/frostwire jlibtorrent/pull/&hellip;
@古巴特隆很抱歉,但您的基准测试方法无效。您甚至没有使用查找结果,导致JIT编译器部分优化了整个查找。如果你做得正确,查找0-9和查找0-99之间几乎没有区别。表查找速度更快的原因也不足为奇:内存查找到甚至可以放入CPU的第一级缓存的表中自然是超快速的。代码跳转从来没有那么快,特别是在CPU无法预测的情况下(对于CPU来说,开关通常是不可预测的,与代码中的if/else测试相反)。
@这里有两个修正的基准。查找0-9:ideone.com/cg0cuw,查找0-99:ideone.com/fsehcn。请参阅联机运行时。第一个是50 ms和1181 ms,第二个是50 ms和1215 ms。怎么会是O(N)?O(n)意味着它必须慢10倍。上次在我的系统上运行NUM_INDEXES的100000的索引(比上面的索引多10倍,在托管服务上运行时间不能超过5秒!)685 ms和12168 ms用于0-9和680 ms和12515 ms用于0-99(记住,总是有波动的)。
实际上,它肯定不是O(1),比O(n):更糟糕的是,如果你有很多不适合你的CPU的情况,那就用我说的数组,我们的库就是这样。
@Gubatron切换算法本身是O(1)。如果它在系统上变慢,那么这是由该系统的限制造成的(例如,CPU的代码缓存大小)。决定分支在O(1)时间内发生在何处,通常情况下,只有分支可以变慢(如果是缓存未命中)。您可以在上面自己的Github链接中找到更详细的解释(请参阅最后一条评论)。这里有一个1000:ideone.com/xhesfk的版本,它只是稍微慢一点。增长的代码不能超过O(1);增长的通常是数据,而不是代码!
当正确的Javac 1.8.0 45 Compile开关到Either One?
决定何时使用,您可以使用javac选择算法作为基础。
我们知道javac的来源在langtools中。
然后我们抓住
hg grep -i tableswitch
第一个结果是Langtools/SRC/share/classes/com/sun/tools/javac/jvm/gen.java:
ZZU1
哪里
最大值
最小案例价值
因此,我们得出结论认为,这既考虑到时间的复杂性,也考虑到空间的复杂性,同时考虑到时间的复杂性,加权为3。
自从有了tableswitch之后,我不明白为什么会有二进制搜索。
奖金:C++++++执行还可以在O(1)Jump Table和O(Long(n))二进制搜索之间进行模拟选择:在if-else Statement上的开关优势
+1因为这有助于我了解如何在自己的JVM语言编译器中实现开关指令。
O(log(n))的时间不一定更好,总是有一些乘法器,因此C1*N*C2*log(n)可以发生在N< Java选择扫描和C3* 1 < C2*log(n)中,用于n>=Java选择索引。但是索引可能会浪费空间。
Java虚拟机规范描述了差异。当开关的事例可以有效地表示为目标偏移表中的索引时,使用table switch指令。"该规范描述了更多详细信息。
由于Java字节码与下划线的机器代码(例如Sun自己的CPU)的某种特定绑定,所以我怀疑它大部分是历史的。
tableswitch本质上是一个计算跳转,其中目的地是从查找表中获取的。相反,lookupswitch需要对每个值进行比较,基本上是通过表元素进行迭代,直到找到匹配的值。
显然,这些操作码是可互换的,但基于值,其中一个或另一个操作码可以更快或更紧凑(例如,比较键组与键组之间有较大间隙的键组)。
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