return 表达式总是被计算出来，还是可以被编译器优化掉？

Question

我知道在这段代码中：

public static void main(String[] args) {myMethod();}
private Object myMethod() {
    Object o = new Object();
    return o;
}

垃圾收集器会在myMethod执行后销毁o，因为myMethod的return值没有赋值，因此没有对它的引用.但是如果代码是这样的：

public static void main(String[] args) {myMethod();}
private Object myMethod() {
    int i = 5;
    return i + 10;
}

编译器是否会处理 i + 10，因为 return 值未分配？

如果 i 不是一个简单的原始对象，而是一个更大的对象：

public static void main(String[] args) {myMethod();}
private Object myMethod() {
    return new LargeObject();
}

其中 LargeObject 有一个昂贵的构造函数，编译器是否仍会分配内存并调用构造函数，以防它有任何副作用？

如果 return 表达式很复杂，但没有副作用，这将尤其重要，例如：

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new LinkedList();
    getMiddle();
}
private Object getMiddle(List list) {
    return list.get((int) list(size) / 2);
}

在现实生活中调用此方法而不使用 return 值将毫无意义，但这是为了举例。

我的问题是：给定这些示例（对象构造函数、基元操作、无副作用的方法调用），编译器是否可以在发现值无效时跳过方法的 return 语句'没有分配给任何东西？

我知道我可以针对这些问题提出很多测试，但我不知道我是否会相信它们。我对代码优化和 GC 的理解是相当基本的，但我认为我知道的足以说明对特定代码位的处理不一定具有普遍性。这就是我问的原因。

Answer 1

像 "what will the compiler do?" 关于 Java 的问题有点幼稚。首先，涉及两个编译器和一个解释器。静态编译器会做一些简单的优化，比如或许使用有效的最终操作数优化任何算术表达式。它肯定将常量、文字和常量表达式编译成字节码literals.The真正的魔法发生在运行时。

我看不出为什么要优化结果计算，除非 return 值被忽略。忽略 return 值的情况很少见，而且应该更罕见。

在运行时，上下文中提供了更多信息。对于优化，运行时解释器加上编译器动态二重奏可以解决诸如 "Is this section of code even worth optimizing?" HotSpot 之类的问题，如果调用者使用 return 值，它的同类不会优化掉 return new Foo(); 实例化。但他们可能会采取不同的做法，可能会将属性扔到堆栈上，甚至在寄存器中，如果情况允许的话。因此，虽然对象存在于逻辑 Java 堆上，但它可能存在于物理 JVM 组件的其他地方。

谁知道具体的优化是否会发生？没有人。但是它们或类似的东西，或者更神奇的东西，可能会发生。 HotSpot 执行的优化可能与我们的预期或想象不同，但比我们预期或想象的更好，当它明智地决定不厌其烦地进行优化时。

哦，在运行时 HotSpot 可能会取消优化它之前优化过的代码。这是为了维护 Java 代码的语义。

Answer 2

首先，让我们来处理一下您的问题和一些评论中明显存在的误解。

在 HotSpot（Oracle 或 OpenJDK）Java 平台中，实际上有两个编译器需要考虑：

javac 编译器将 Java 源代码翻译成字节码。它做最小的优化。事实上，它所做的唯一重要优化是评估 compile-time-constant 表达式（这实际上是某些 comile-time 检查所必需的）和字符串连接序列的 re-writing。

你可以很容易地看到做了哪些优化......使用javap......但它也具有误导性，因为heavy-duty优化还没有完成。基本上，javap 输出在优化方面几乎没有帮助。
JIT 编译器执行 heavy-weight 优化。当您的程序处于运行ning 时，它会在运行时间被调用。

它不会立即调用。通常，您的字节码会在任何方法被调用的前几次被解释。 JVM 正在收集行为统计数据，JIT 编译器将使用这些数据来优化 (!)。

因此，在您的示例中，main 方法被调用一次，myMethd 被调用一次。 JIT 编译器甚至不会运行，所以实际上字节码会被解释。 但这很酷。与通过运行优化器节省的时间相比，JIT 编译器进行优化所花费的时间要多几个数量级。

但是假设优化器做了运行 ...

JIT 代码编译器通常有几个策略：

在一个方法中，它根据方法的本地信息进行优化。
当一个方法被调用时，它会在调用处查看被调用的方法是否可以被内联。内联后，代码可以在其上下文中进一步优化。

所以这就是可能发生的事情。

那么你的myMethod()就作为一个独立的方法进行了优化，不需要的语句不会被优化掉。因为它们在所有可能的情况下都不是不必要的。
当/如果对 myMethod() 的方法调用被内联（例如，进入 main(...) 方法，优化器将确定（例如）这些语句
```
    int i = 5;
    return i + 10;
```
在此上下文中是不必要的，并对其进行优化。

但请记住，JIT 编译器一直在发展。因此，准确预测将发生哪些优化以及何时发生几乎是不可能的。而且可能没有结果。

建议：

值得思考您是否在"gross"级别进行不必要的计算。选择正确的算法或数据结构往往很关键。
在细粒度级别，一般不值得。让 JIT 编译器来处理它。

除非你有明确的证据表明你需要优化（即客观上太慢的基准），并且那里有明确的证据是特定点的性能瓶颈（例如分析结果）。

return 表达式总是被计算出来，还是可以被编译器优化掉？

Is the return expression always computed, or can it be optimized out by the compiler?

java

garbage-collection

javac