java JVM会优化别名变量吗？

Question

我很好奇。如果我制作了一些局部变量，这些局部变量只是用作其他变量的别名（即，一个新的“别名”变量只是被分配了其他变量的值，而别名的分配永远不会改变），JVM是否通过直接使用原始变量对此进行了优化

比如说，我正在编写一个（不可变的）四元数类（aquaternion是一个有四个值的向量）。我编写了一个multiply()方法，它接受另一个Quaternion，将二者相乘，然后返回结果Quaternion。为了节省键入时间并提高可读性，我在执行实际计算之前使用了几个别名：

public class Quaternion {

    private double[] qValues;

    public Quaternion(double q0, double q1, double q2, double q3) {
        qValues = new double[] {q0, q1, q2, q3};
    }

    // ...snip...

    public Quaternion multiply(Quaternion other) {
        double a1 = qValues[0],
                 b1 = qValues[1],
                 c1 = qValues[2],
                 d1 = qValues[3],

                 a2 = other.qValues[0],
                 b2 = other.qValues[1],
                 c2 = other.qValues[2],
                 d2 = other.qValues[3];

        return new Quaternion(
                    a1*a2 - b1*b2 - c1*c2 - d1*d2,
                    a1*b2 + b1*a2 + c1*d2 - d1*c2,
                    a1*c2 - b1*d2 + c1*a2 + d1*b2,
                    a1*d2 + b1*c2 - c1*b2 + d1*a2
                );
    }

}

因此，在这种情况下，JVM会取消a1、b1等，直接使用qValues[n]和other.qValues[n]吗

Answer 1

没有您在Java中描述的别名。当您将一个值从一个内存位置分配给一个新变量时，JVM会复制该值。如果要创建别名，则在计算期间从另一个线程更改基础数组将改变结果。在您的示例中不会发生这种情况，因为您特别告诉JVM首先复制这些值

如果您担心性能，请不要担心。程序正确性胜过所有性能问题。任何更快产生错误结果的程序都是毫无价值的。我并不是说直接在计算中访问数组必然会产生错误的结果，因为我还没有看到代码的其余部分，但我是说，如果不首先找到性能问题，然后执行计时测试以验证问题所在，这种类型的微优化就不值得您的努力

Answer 2

javac编译器不会这么做。分解一段简单的代码，如下所示：

    int a = 1;
    int b = a;
    System.out.println("" + (a - b));

显示：

   0: iconst_1      
   1: istore_1      
   2: iload_1       
   3: istore_2
   ...

但这就是解释器将要执行的（甚至解释器有时也可以进行一些基本的优化）。JIT编译器将处理这些类型的优化和许多其他优化；对于您的方法，它甚至小到可以内联，所以一旦JIT开始，您甚至不会得到方法调用开销

（例如，在我的示例中，JIT可以非常轻松地进行常量传播，只需使用"" + 0作为println（）方法的参数调用，就可以省去变量和计算。）

但是，在最后，只需遵循JIT黑客们经常说的话：编写可维护的代码。不要担心JIT会做什么或不会做什么

（注意：David关于变量不是“别名”，而是原始值的副本的说法是正确的。）

Answer 3

正如其他答案所指出的，Java中没有别名变量的概念，变量的值存储在每个声明的变量中

使用局部变量存储数组的值以供将来计算是一个更好的主意，因为它使代码更具可读性，并消除了对数组的额外读取

也就是说，创建局部变量确实会增加方法线程中分配的java堆栈帧的大小。这在这个特定的问题中不是问题，但是更多的局部变量会增加执行所需的堆栈大小。如果涉及递归，这将特别重要

Answer 4

您的程序应该可以运行，但问题的答案是否定的。JVM不会将a1视为qValues[0]的别名，而是将后者的值复制到前者

检查此良好引用：http://www.yoda.arachsys.com/java/passing.html