Date: Tue, 2 Feb 99 23:32:33  JST
From: SHUDO Kazuyuki <shudoh at muraoka.info.waseda.ac.jp>
Subject: [JavaHouse-Brewers:23295] Jikes and javac
To: java-house-brewers at java-house.etl.go.jp (JavaHouse Brewers ML)
Message-Id: <199902021431.XAA29341@cafe.muraoka.info.waseda.ac.jp>

首藤です。

Java コンパイラと言えば、ほとんどの皆さんは javac コマン
ドをお使いだと思います。けれど、世の中には javac 以外の 
Java コンパイラもいくつかあります。今すぐに思い付くのは 
guavac, jikes くらいですが、他にもあると思います。

Java のプログラムの性能を評価する際に、評価に用いた環境として例えば
  Pentium with MMX technology/233MHz, Linux 2.2.1,
  JDK 1.1.7v1a, JIT コンパイラなし
くらいは述べる必要があります。＃場合によってはスレッドライブラリも。

さて、Java コンパイラの種類は述べる必要があるでしょうか。
コンパイラによって、生成するバイトコードはどれくらい変わるものでしょう。
jikes と javac について、いくつかの観点から調べました。
非常に面白い結果が得られました。

テストに用いたソースとディスアセンブル結果を、メイル末尾に付けます。
(tar, gzip, uuencode)

感想:
  javac と jikes が行う最適化の程度にはかなり差がある。
  javac はある程度行う。
  jikes は (ほとんど?) 行わない。

調べたポイント:
  * method inlining
  * メソッド呼び出しの省略
  * `+' 演算子で結ばれた文字列定数
  * 条件式のコンパイル時判定
  * if, switch 直後の return


* method inlining

例:
  class hoge {
    public void method() { System.out.println(inlined()); }
    private int inlined() { return 5; }
  }

javac は、メソッド inlined() の呼び出しを省略し、
5 を push する iconst_5 命令を生成します。

jikes は、inlined() を呼び出すコードを生成します。


* メソッド呼び出しの省略

例:
  class hoge {
    public void method() { eliminated(); }
    private void eliminated(); {}
  }

javac は eliminated() の呼び出しを省略します。
jikes は省略しません。


* `+' 演算子で結ばれた文字列定数

例:
  ...
  System.out.println("1" + "2" + "3");

javac は、コンパイル時に "1"+"2"+"3" を "123" と演算しま
す。クラスファイル中に現れるのは "123" です。

jikes は、"1" + "2" + "3" を行うコードを生成します。
つまり
  StringBuffer buf = new StringBuffer();
  buf.append("1");
  buf.append("2");
  buf.append("3");
相当のコードを生成します。


* 条件式のコンパイル時判定

例:
  boolean b = true;
  if (b)  true 時の処理
  else    false 時の処理

javac は、条件判断 (ifeq 命令他) のコードを省き、true 時
の処理のコードのみ生成します。

jikes は条件判断、true, false 双方の処理など、
すべてのコードを生成します。


* if, switch 直後の return

例:
  if (...) true 時の処理
  else     false 時の処理
  return;

javac は、true 時の処理の最後に return 命令を生成します。
(疑似) バイトコード命令で書くとこんな感じです。
    if XX label1
    true 時の処理
    return
  label1:
    false 時の処理
    return

jikes は、return 命令はひとつだけ生成し、true 時の処理の
最後に return 命令にジャンプする命令を生成します。
    ifXX label1
    true 時の処理
    goto label2
  label1:
    false 時の処理
  label2:
    return

javac が、return 以外の一般の命令を true, false 各ブロッ
クの外から中に移動するかどうかは知りません。


…とまあ、ずいぶん違うものだなあ、というのが感想です。
jikes は (まだ?) 全然最適化を行いません。
現状ではまだ、人に渡すようなクラスファイルは
javac で生成した方がよいと思います。

しかし jikes の処理の速さは非常に魅力的です。
開発中は jikes、公開、納入する版は javac でコンパイル、
という選択が妥当でしょう。

また、仕様よりまず実装ありきの javac と違い、
jikes は Java 言語の仕様を基に実装しているせいか、
コードに対するチェックが厳しいように感じます。
javac が受け付けるソースコードを jikes が受け付けなかったりします。
この理由からも、開発中は jikes を使って厳しめにコードを
チェックしておくとよいかもしれないです。


SHUDO Kazuyuki/首藤一幸   私をたばねないで あらせいとうの花のように
  shudoh at muraoka.info.waseda.ac.jp	http://www.shudo.net/index-j.html


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