为什么在 this 方法中添加 If 语句会大大减慢它的速度？

Question

我在answering another question 中遇到了这个问题。我试图诊断哪些代码更改对速度的影响更大。我在 for 循环中使用了一个布尔标志来切换使用辅助方法来构造 Color。

有趣的行为是，当我决定哪一个更快并删除如果代码的速度放大 10 倍时。之前用了 140 毫秒，之后只用了 13 毫秒。我应该只从循环中删除大约 7 个计算中的一个。为什么速度会如此大幅提升？

慢代码：（helperMethods 为假时运行时间为 141 毫秒） *参见编辑 2

public static void applyAlphaGetPixels(Bitmap b, Bitmap bAlpha, boolean helperMethods) {
    int w = b.getWidth();
    int h = b.getHeight();
    int[] colorPixels = new int[w*h];
    int[] alphaPixels = new int[w*h];
    b.getPixels(colorPixels, 0, w, 0, 0, w, h);
    bAlpha.getPixels(alphaPixels, 0, w, 0, 0, w, h);
    for(int j = 0; j < colorPixels.length;j++){
        if(helperMethods){
            colorPixels[j] = Color.argb(Color.alpha(alphaPixels[j]), Color.red(colorPixels[j]), Color.green(colorPixels[j]), Color.blue(colorPixels[j]));
        } else colorPixels[j] = alphaPixels[j] | (0x00FFFFFF & colorPixels[j]);
    }
    b.setPixels(colorPixels, 0, w, 0, 0, w, h);
}

快速代码：（运行时间为 13 毫秒）

public static void applyAlphaGetPixels(Bitmap b, Bitmap bAlpha) {
    int w = b.getWidth();
    int h = b.getHeight();
    int[] colorPixels = new int[w*h];
    int[] alphaPixels = new int[w*h];
    b.getPixels(colorPixels, 0, w, 0, 0, w, h);
    bAlpha.getPixels(alphaPixels, 0, w, 0, 0, w, h);
    for(int j = 0; j < colorPixels.length;j++){
        colorPixels[j] = alphaPixels[j] | (0x00FFFFFF & colorPixels[j]);
    }
    b.setPixels(colorPixels, 0, w, 0, 0, w, h);
}

编辑： 问题似乎不在于 if 在循环内。如果我将if 提升到循环之外。代码运行速度稍快，但仍以 131 毫秒的速度运行：

public static void applyAlphaGetPixels(Bitmap b, Bitmap bAlpha, boolean helperMethods) {
    int w = b.getWidth();
    int h = b.getHeight();
    int[] colorPixels = new int[w*h];
    int[] alphaPixels = new int[w*h];
    b.getPixels(colorPixels, 0, w, 0, 0, w, h);
    bAlpha.getPixels(alphaPixels, 0, w, 0, 0, w, h);
    if (helperMethods) {
        for (int j = 0; j < colorPixels.length;j++) {
            colorPixels[j] = Color.argb(Color.alpha(alphaPixels[j]),
                                        Color.red(colorPixels[j]),
                                        Color.green(colorPixels[j]),
                                        Color.blue(colorPixels[j]));
        }
    } else {
        for (int j = 0; j < colorPixels.length;j++) {
             colorPixels[j] = alphaPixels[j] | (0x00FFFFFF & colorPixels[j]);
        }
    }

    b.setPixels(colorPixels, 0, w, 0, 0, w, h);
}

编辑 2： 我很笨。真的真的很笨。在调用堆栈的前面，我使用另一个布尔标志在使用此方法和使用另一个使用getPixel 而不是getPixels 的方法之间切换。我为所有具有helperMethod 参数的调用设置了错误的标志。当我对没有helperMethod 的版本进行新调用时，我做对了。性能提升是因为 getPixels 而不是 if 语句。

实际慢代码：

public static void applyAlphaGetPixel(Bitmap b, Bitmap bAlpha, boolean helperMethods) {
    int w = b.getWidth();
    int h = b.getHeight();
    for(int y=0; y < h; ++y) {
        for(int x=0; x < w; ++x) {
            int pixel = b.getPixel(x,y);
            int finalPixel;
            if(helperMethods){
                finalPixel = Color.argb(Color.alpha(bAlpha.getPixel(x,y)), Color.red(pixel), Color.green(pixel), Color.blue(pixel));
            } else{
                finalPixel = bAlpha.getPixel(x,y) | (0x00FFFFFF & pixel);
            }
            b.setPixel(x,y,finalPixel);
        }
    }
}

注意：所有速度均为 100 次运行的平均值。

Answer 1

在“快速代码”中，您永远不会运行语句

colorPixels[j] = Color.argb(Color.alpha(alphaPixels[j]), Color.red(colorPixels[j]), Color.green(colorPixels[j]), Color.blue(colorPixels[j])); 

但在“慢代码”中，如果布尔值设置为 true，则至少在运行此附加语句时会延长时间。如果您的条件始终为假，则在循环的每次迭代中检查 if 语句大约 7 次。尝试将 if 放在循环之外。

Answer 2

尝试将条件提升到循环之外：

if (helperMethods) {
    for (int j = 0; j < colorPixels.length;j++) {
        colorPixels[j] = Color.argb(Color.alpha(alphaPixels[j]),
                                    Color.red(colorPixels[j]),
                                    Color.green(colorPixels[j]),
                                    Color.blue(colorPixels[j]));
    }
} else {
    for (int j = 0; j < colorPixels.length;j++) {
         colorPixels[j] = alphaPixels[j] | (0x00FFFFFF & colorPixels[j]);
    }
}

Answer 3

可能是您的分析代码让您感到困惑。尝试隔离您要分析的代码部分并仅测量该部分，避免在您的案例中创建位图等 GCable 操作。

如果我用

调用你的测试代码

testing.loadDrawable(this, false, true, false)

它运行缓慢。但是如果我用

来称呼它

testing.loadDrawable(this, true, true, false)

这是一个类似（更糟）的数字。所以 useGetPixels 让一切变得不同。我猜这会将位图数据放入本地缓冲区并稍后设置结果。

Answer 4

在您的快速代码中，您根本不使用 Color 类。我假设这个类的初始化需要一些时间，它有很多静态方法和静态代码。

您可以尝试执行以下操作： 确保在进行测试之前 Color 类已完全加载并初始化（在调用 applyAlphaGetPixels() 方法之前，您可以从 Color 类中调用任何静态方法）。然后运行您的测试并比较结果。