@ntoskrnl Як хтось, хто працює з внутрішніми структурами JVM, я хотів би підтримати вашу думку, що "внутрішні властивості не обов'язково поводяться так само, як методи StrictMath". Щоб це з’ясувати (або довести), ми можемо просто написати простий тест.
Візьмемо Math.powдля прикладу, вивчаючи код Java для java.lang.Math.pow (подвійний a, double b), ми побачимо:
public static double pow(double a, double b) {
return StrictMath.pow(a, b);
}
Але JVM може вільно реалізовувати його за допомогою внутрішніх викликів або викликів виконання, отже, результат, що повертається, може відрізнятися від того, що ми очікували б від нього StrictMath.pow.
А наступний код показує цей заклик Math.pow()протиStrictMath.pow()
import java.util.Random;
public class Strict {
static double testIt(double x, double y) {
return Math.pow(x, y);
}
public static void main(String[] args) throws Exception{
final double[] vs = new double[100];
final double[] xs = new double[100];
final double[] ys = new double[100];
final Random random = new Random();
for (int i = 0; i<100; i++) {
xs[i] = random.nextDouble();
ys[i] = random.nextDouble();
vs[i] = StrictMath.pow(xs[i], ys[i]);
}
boolean printed_compiled = false;
boolean ever_diff = false;
long len = 1000000;
long start;
long elapsed;
while (true) {
start = System.currentTimeMillis();
double blackhole = 0;
for (int i = 0; i < len; i++) {
int idx = i % 100;
double res = testIt(xs[idx], ys[idx]);
if (i >= 0 && i<100) {
if (vs[idx] != res && (!Double.isNaN(res) || !Double.isNaN(vs[idx]))) {
System.out.println(idx + ":\tInterpreted:" + xs[idx] + "^" + ys[idx] + "=" + res);
System.out.println(idx + ":\tStrict pow : " + xs[idx] + "^" + ys[idx] + "=" + vs[idx] + "\n");
}
}
if (i >= 250000 && i<250100 && !printed_compiled) {
if (vs[idx] != res && (!Double.isNaN(res) || !Double.isNaN(vs[idx]))) {
System.out.println(idx + ":\tcompiled :" + xs[idx] + "^" + ys[idx] + "=" + res);
System.out.println(idx + ":\tStrict pow :" + xs[idx] + "^" + ys[idx] + "=" + vs[idx] + "\n");
ever_diff = true;
}
}
}
elapsed = System.currentTimeMillis() - start;
System.out.println(elapsed + " ms ");
if (!printed_compiled && ever_diff) {
printed_compiled = true;
return;
}
}
}
}
Я провів цей тест з OpenJDK 8u5-b31 і отримав результат нижче:
10: Interpreted:0.1845936372497491^0.01608930867480518=0.9731817015518033
10: Strict pow : 0.1845936372497491^0.01608930867480518=0.9731817015518032
41: Interpreted:0.7281259501809544^0.9414406865385655=0.7417808233050295
41: Strict pow : 0.7281259501809544^0.9414406865385655=0.7417808233050294
49: Interpreted:0.0727813262968815^0.09866028976654662=0.7721942440239148
49: Strict pow : 0.0727813262968815^0.09866028976654662=0.7721942440239149
70: Interpreted:0.6574309575966407^0.759887845481148=0.7270872740201638
70: Strict pow : 0.6574309575966407^0.759887845481148=0.7270872740201637
82: Interpreted:0.08662340816125613^0.4216580281197062=0.3564883826345057
82: Strict pow : 0.08662340816125613^0.4216580281197062=0.3564883826345058
92: Interpreted:0.20224488115245098^0.7158182878844233=0.31851834311978916
92: Strict pow : 0.20224488115245098^0.7158182878844233=0.3185183431197892
10: compiled :0.1845936372497491^0.01608930867480518=0.9731817015518033
10: Strict pow :0.1845936372497491^0.01608930867480518=0.9731817015518032
41: compiled :0.7281259501809544^0.9414406865385655=0.7417808233050295
41: Strict pow :0.7281259501809544^0.9414406865385655=0.7417808233050294
49: compiled :0.0727813262968815^0.09866028976654662=0.7721942440239148
49: Strict pow :0.0727813262968815^0.09866028976654662=0.7721942440239149
70: compiled :0.6574309575966407^0.759887845481148=0.7270872740201638
70: Strict pow :0.6574309575966407^0.759887845481148=0.7270872740201637
82: compiled :0.08662340816125613^0.4216580281197062=0.3564883826345057
82: Strict pow :0.08662340816125613^0.4216580281197062=0.3564883826345058
92: compiled :0.20224488115245098^0.7158182878844233=0.31851834311978916
92: Strict pow :0.20224488115245098^0.7158182878844233=0.3185183431197892
290 ms
Зверніть увагу, що Randomвикористовується для генерації значень x та y, тому ваш пробіг буде змінюватися залежно від пробігу. Але хороша новина полягає в тому, що принаймні результати складеної версії Math.powзбігаються з результатами інтерпретованої версії Math.pow. (Не в темі: навіть ця послідовність була застосована лише в 2012 році завдяки серії виправлень помилок з боку OpenJDK.)
Причина?
Ну, це тому, що OpenJDK використовує внутрішні функції та функції виконання для реалізації Math.pow(та інших математичних функцій), а не просто виконує код Java. Основна мета - скористатися перевагами інструкцій x87, щоб підвищити продуктивність обчислень. Як результат, StrictMath.powніколи не викликається з Math.powпід час виконання (якщо говорити про версію OpenJDK, яку ми щойно використовували).
І це заперечення є цілком законним згідно з Javadoc Mathкласу (також цитований @coobird вище):
Клас Math містить методи виконання основних числових операцій, таких як елементарна експонента, логарифм, квадратний корінь та тригонометричні функції.
На відміну від деяких числових методів класу StrictMath, усі реалізації еквівалентних функцій класу Math не визначені для повернення бітових для бітових однакових результатів. Це розслаблення дозволяє ефективніші реалізації, коли не потрібна сувора відтворюваність.
За замовчуванням багато з математичних методів просто викликають еквівалентний метод у StrictMath для їх реалізації. Генераторам коду пропонується використовувати специфічні для платформи власні бібліотеки або інструкції мікропроцесора, якщо такі є, для забезпечення більш ефективних реалізацій математичних методів. Такі більш ефективні реалізації все ще повинні відповідати специфікації для математики.
І висновок? Що ж, для мов з динамічним генеруванням коду, таких як Java, переконайтесь, що те, що ви бачите зі "статичного" коду, відповідає тому, що виконується під час виконання. Очі іноді можуть насправді ввести вас в оману.