Ottimizzazioni JIT al loro massimo

Question

Ho letto e sentito molto su come i compilatori JIT possono effettuare ottimizzazioni che sono impossibili per i compilatori di codici nativi e che queste ottimizzazioni possono dare enormi aumenti di prestazioni.

Quindi mi chiedevo quali sono le ottimizzazioni più importanti che, ad esempio, .NET Framework o JVM fanno che un compilatore nativo non possa fare? Inoltre, in che modo questi danno enormi prestazioni?

_{Non so se ho formulato questa domanda correttamente, immagino che possa avere un sacco di spiegazioni da dare nei commenti}

Answer 1

posso dare un esempio di uno di ottimizzazione. Supponi di avere una funzione da qualche parte. (Pensi a questo come C-like pseudocodice.)

void function(MyClass x) 
{ 
    x.doSomething(); 
    for (obj in x.getWidgets()) 
     obj.doSomethingElse(); 
} 

Questo è opportunamente vago. Supponiamo, tuttavia, di avere solo una classe concreta nell'intera immagine che eredita da MyClass: MyConcreteClass. In tal caso, la JIT può incorporare doSomething e getWidgets. Se conosce il tipo restituito da getWidgets, allora forse può anche essere in linea doSomethingElse.

Supponendo che MyClass non sia una classe finale/sigillata, un compilatore in anticipo non può inline il suo metodo (non saprebbe quali funzioni inline); per quanto ne sa il compilatore, ci sono cento diverse implementazioni di MyClass.

Tuttavia, un JIT può ottimizzare lo stato corrente dell'immagine dello . È possibile installare un assegno all'inizio di ogni chiamata a function che si assicura che x sia un MyConcreteClass e quindi esegua la versione inline. Se si carica dinamicamente un modulo con un'altra classe concreta ereditata da MyClass, il controllo non riuscirà e il JIT ricompilerà la funzione in modo generico.

Questi sono gli unici tipi di ottimizzazioni a disposizione compilatori JIT che non sono disponibili per ahead-of-time compilatori: ottimizzazioni che fanno uso di informazioni sullo stato dinamico del programma e ricompilare il programma di conseguenza.

Si noti che alcuni compilatori in anticipo sono in grado di eseguire trucchi tipicamente attribuiti ai compilatori JIT. Ad esempio, l'ottimizzazione interprocedurale (o l'ottimizzazione globale) e l'ottimizzazione guidata dal profilo. GCC e Clang possono usare entrambi questi trucchi, ma la maggior parte delle persone li lascia fuori perché richiede un lavoro extra (umano) per accenderli. I compilatori JIT possono lasciare abilitate queste opzioni senza disturbare gli utenti finali.

Enorme aumento delle prestazioni: Non ho mai sentito parlare di un enorme aumento delle prestazioni in generale dai compilatori JIT. I programmi C e C++ sono ancora veloci senza JIT. E molte persone preferiscono ancora Fortran per il lavoro numerico (a ragione).

Nota: Non sono sicuro della tua terminologia. La maggior parte dei JIT non sono compilatori di codice nativo? Gli altri tipi di compilatore oltre a JIT chiamerei "in anticipo" o AOT, o forse "statico". (E poi c'è la linea incredibilmente confusa tra "compilato" e "interpretato".)

Answer 2

Javascript è un esempio molto migliore in quanto non è così amichevole verso i compilatori come lo sono JVM o CLR.

I compilatori JIT possono generare rappresentazioni specializzate concrete per le classi Javascript che è difficile per i compilatori statici in quanto le classi possono essere modificate in qualsiasi momento durante l'esecuzione del programma. È inoltre possibile integrare in modo speculativo le funzioni chiamate in base ai tipi effettivi (Dietrich Epp l'ha già spiegato nella sua risposta).

I video allo http://code.google.com/p/v8/ spiegano bene tali ottimizzazioni.