热点循环条件优化器的奇怪行为

Question

基于对this 问题的回答的讨论，我发现Java Hotspot 优化器的一个非常奇怪的行为。观察到的行为至少可以在 Oracle VM 1.7.0_17 中看到，但似乎也出现在较旧的 Java 6 版本中。

首先，我已经意识到优化器显然意识到标准 API 中的某些方法是不变的并且没有副作用。当执行像double x=0.5; for(double d = 0; d < Math.sin(x); d += 0.001); 这样的循环时，不会为每次迭代计算表达式Math.sin(x)，但是优化器知道方法Math.sin 没有相关的副作用并且结果是不变的，只要x没有在循环中修改。

现在我注意到，只需将 x 从 0.5 更改为 1.0 即可禁用此优化。进一步的测试表明，仅当 abs(x)

编辑：优化似乎在hotspot/src/share/vm/opto/subnode.cpp中实现

Answer 1

我认为您的问题是关于 Oracle JVM，因为 Math 的实现是依赖于实现的。这是关于 Dalvik 实现的好答案，例如： native code for Java Math class

一般

1. sin(a) * sin(a) + cos(a) * cos(a) = 1
2. sin(pi/2 - a) = cos(a)
3. sin(-a) = -sin(a)
4. cos(-a) = cos(a)

所以我们不需要 x pi/4 的 sin/cos 函数实现。

我想这就是答案 (http://bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=5005861)：

我们知道 almabench 的结果和 osnews 关于 三角函数的表现。然而，HotSpot 的实现 x86 上的 sin/cos 多年来一直使用并继续使用 fsin/fcos x87 在这些指令满足质量的范围内的指令 实现要求，基本上是[-pi/4, pi/4]。除此之外 范围，fsin/fcos 的结果可以是 [-1, 1] 范围内的任意位置 与论点的真正正弦/余弦关系不大。为了 例如， fsin(Math.PI) 只能得到大约一半的结果位数 正确的。原因是 fsin/fcos 指令 实现对 参数使用不太理想的算法 减少;参数减少过程在错误中解释 4857011.

结论：您已经看到了参数缩减算法的实际效果，而不是优化的限制。