Hotspot循环条件优化器的奇怪行为

Question

基于对this问题答案的讨论，我发现了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 1.7.0_17中看到，但似乎也出现在较早的Java6版本中。

首先，我已经意识到优化器显然意识到标准API中的一些方法是不变的，并且没有副作用。在执行像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Math.sin方法没有相关的副作用，并且只要x没有在循环中修改，结果就是不变的。

现在我注意到，简单地将x从0.5更改为1.0会禁用此优化。进一步的测试表明，只有当abs(x) < asin(1/sqrt(2))时，才会启用优化。这是不是有一个很好的理由，我看不出来，或者这是对优化条件的不必要的限制？

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

Answer 1

我认为你的问题是关于Oracle JVM的，因为Math的实现依赖于实现。下面是关于Dalvik实现的很好的答案，例如：native code for Java Math class

一般而言

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)

因此，对于x<0或x> pi/4，我们不需要sin/cos函数实现。

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

我们知道关于三角性能的almabench结果和osnews文章。但是，多年来在x86上实现sin/cos的HotSpot一直使用并继续使用fsin/fcos x87指令，这些指令满足实现质量要求，基本上是- pi/4，pi/4。在该范围之外，fsin/fcos的结果可以在-1，1范围内的任何位置，与参数的真正弦/余弦几乎没有关系。例如，fsin(Math.PI)只能得到大约一半的正确结果。这是因为fsin/fcos指令实现使用了不太理想的参数减少算法；参数减少过程在错误4857011中进行了解释。

结论:您已经看到了参数缩减算法的实际效果，而不是优化的局限性。