Java 为什么对于小型阵列，Arrays.copyOf的速度是System.arraycopy的2倍？

我最近在玩一些基准测试，发现了非常有趣的结果，我现在无法解释。以下是基准：

@BenchmarkMode(Mode.Throughput)
@Fork(1)
@State(Scope.Thread)
@Warmup(iterations = 10, time = 1, batchSize = 1000)
@Measurement(iterations = 10, time = 1, batchSize = 1000)
public class ArrayCopy {

    @Param({"1","5","10","100", "1000"})
    private int size;
    private int[] ar;

    @Setup
    public void setup() {
        ar = new int[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            ar[i] = i;
        }
    }

    @Benchmark
    public int[] SystemArrayCopy() {
        final int length = size;
        int[] result = new int[length];
        System.arraycopy(ar, 0, result, 0, length);
        return result;
    }

    @Benchmark
    public int[] javaArrayCopy() {
        final int length = size;
        int[] result = new int[length];
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            result[i] = ar[i];
        }
        return result;
    }

    @Benchmark
    public int[] arraysCopyOf() {
        final int length = size;
        return Arrays.copyOf(ar, length);
    }

}

这里有两件奇怪的事：

• Arrays.copyOf

  比

  System.arraycopy

  快2倍 阵列（1,5,10大小）。但是，在大小为1000的大型阵列上

  Arrays.copyOf

  的速度几乎慢了两倍。我都知道 方法是内在的，所以我期望有相同的性能。哪里 这种差异来自哪里
• 单元素数组的手动复制比System.arraycopy快。我不清楚为什么。有人知道吗

---

VM版本：JDK 1.8.0131，VM 25.131-b11

您的

SystemArrayCopy

基准在语义上与

arraysCopyOf

不等价

如果你换个新的，它会是

    System.arraycopy(ar, 0, result, 0, length);

与

随着这一变化，两个基准的性能也将变得相似

为什么第一种变体速度较慢

不知道

length

与

ar.length

JVM需要执行额外的边界检查，并准备在

length>ar.length

时抛出

IndexOutOfBoundsException

这也破坏了优化以消除冗余调零。您知道，每个分配的数组都必须初始化为零。但是，如果JIT看到数组在创建后立即被填充，则可以避免归零。但是

-prof perfasm

清楚地表明原始

SystemArrayCopy

基准测试花费了大量时间来清除分配的数组：

 0,84%    0x000000000365d35f: shr    $0x3,%rcx
 0,06%    0x000000000365d363: add    $0xfffffffffffffffe,%rcx
 0,69%    0x000000000365d367: xor    %rax,%rax
          0x000000000365d36a: shl    $0x3,%rcx
21,02%    0x000000000365d36e: rep rex.W stos %al,%es:(%rdi)  ;*newarray

---

对于小型阵列，手动复制速度更快，因为与System.arraycopy不同，它不执行对VM函数的任何运行时调用。

因为

copyOf

在内部使用

arraycopy

，所以您的基准测试就是问题所在。@Andreas您的错误<代码>数组。copyOf是JVM固有的。一旦方法被JIT编译，数组中的Java代码就不会被执行。@Andreas您认为基准测试有什么特别的问题吗？它明智地避免了常见的基准测试陷阱。@apangin这是一个没有区别的区别。这同样适用于任何Java代码。这不会使任何任意方法成为“JVM内在方法”。@EJP好的，我会改写。JIT编译器不会查看

Arrays.copyOf

的字节码，因为它对这种方法应该做什么有内部知识。ar.length和

length

不一样吗？

Math.min（ar.length，length）

有什么影响？@Boann它们是一样的，但JVM不知道这一点

Math.min

让编译器知道

System.arraycopy

永远不会抛出

IndexOutOfBoundsException

。请解释。编译器从地上的一个洞里不知道

System.arraycopy（）

，除了它的名称、调用序列、结果和

抛出的
子句（实际上它没有）
System.arraycopy（）
在其第五个参数中只接收到
Math.min（）
的结果，并且不知道它是如何派生的。@EJP我不确定您指的是什么编译器，但HotSpot JIT编译器（实际上，它们都是-C1和C2）肯定是关于
System.arraycopy（）
和对IR节点图的调用。然后有助于减少这个图表。@EJP谁使这个术语消失了？“JIT’仍然在和由Oracle工程师正式使用。
    System.arraycopy(ar, 0, result, 0, Math.min(ar.length, length));

 0,84%    0x000000000365d35f: shr    $0x3,%rcx
 0,06%    0x000000000365d363: add    $0xfffffffffffffffe,%rcx
 0,69%    0x000000000365d367: xor    %rax,%rax
          0x000000000365d36a: shl    $0x3,%rcx
21,02%    0x000000000365d36e: rep rex.W stos %al,%es:(%rdi)  ;*newarray