Java 边界检查优化示例

Question

我读过一些 JVM 可以通过删除边界检查来优化代码执行。我想弄清楚的是哪种编码技术会更好。

在下面的方法 example1 中，JVM 是否会弄清楚并消除对 source[index] 引用的边界检查？

example2 是更好的代码实践吗？看起来是这样，但在循环内的某些算法中，索引超出范围是正常情况。所以你不想在那个循环中生成大量的异常对象。

public void example1(int [] source, int index) {
    if (index >= 0 && index < source.length)
        System.out.println("Value is " + source[index]);
    else 
        System.out.println("Out of range: " + index);
}

public void example2(int [] source, int index) {
    try {        
        System.out.println("Value is " + source[index]);        
    } catch (IndexOutOfBoundsException exp) {
        System.out.println("Out of range: " + index);
    }
}

这些代码片段仅具有代表性。我知道在这些示例中，边界检查对性能几乎没有影响。但是，我正在开发一个嵌入式协议应用程序，其中冗余边界检查将加起来。

Answer 1

对于您的第一个问题，在示例 1 中，可以理论上消除边界检查。我希望最好的现代 JIT 编译器能够做到这一点（例如，当 source[index] 扩展时，可能通过边界检查中的公共子表达式消除）。像往常一样，这将取决于实现，因此您不能依赖它。 OTOH，即使没有消除边界检查，差异也将是微不足道的 - 您正在访问 source.length 的已缓存内存位置并进行几个整数比较，因此开销很小。

example2 不是一个好习惯——你遇到了一个异常，然后捕获它并继续，好像什么都没发生一样。除非您密切关注标准输出，否则您可能会完全忽略代码中存在错误的事实。

根据您认为“索引”的有效输入，基本上有两种常见的“好”可能性：

1. 越界索引值为 预期，并被视为有效输入。在 哪种情况你应该测试和处理它 明确地如示例 1 所示。在这种情况下，您不需要抛出任何类型的异常。

2. 超出范围的索引是意外的（因此是调用代码中的错误）。您的代码应在此处引发异常。如果您愿意，您可以使用自己的消息捕获并重新抛出异常，但您也可以让 IndexOutOfBounds 异常传播。不要担心这种异常处理对性能的影响——您刚刚发现了一个错误，因此您希望程序尽可能快地“大声”地失败.....

Answer 2

我看不出索引越界怎么可能是正常情况。您的算法有错误，或者您没有正确验证输入。在这种情况下，验证输入包括检查索引是否在边界内。使用if（如在您的第一个 sn-p 中）检查它显然比捕获异常更具可读性、简洁性和效率。