[java] 왜 (variable1 % variable2 == 0) 비효율적입니까?

나는 자바를 처음 접했고 어젯밤에 코드를 실행하고 있었고, 이것은 실제로 나를 귀찮게했다. 나는 for 루프에서 모든 X 출력을 표시하는 간단한 프로그램을 작성하고 있었고 모듈러스를 variable % variablevs variable % 5000또는 기타 로 사용했을 때 성능이 크게 떨어졌습니다 . 누군가 이것이 왜 이것이 원인인지 설명 할 수 있습니까? 그래서 나는 더 나아질 수 있습니다 …

여기에 “효율적인”코드가 있습니다 (구문이 틀리면 죄송합니다. 컴퓨터에 코드가 없습니다.)

long startNum = 0;
long stopNum = 1000000000L;

for (long i = startNum; i <= stopNum; i++){
    if (i % 50000 == 0) {
        System.out.println(i);
    }
}

다음은 “비효율적 인 코드”입니다

long startNum = 0;
long stopNum = 1000000000L;
long progressCheck = 50000;

for (long i = startNum; i <= stopNum; i++){
    if (i % progressCheck == 0) {
        System.out.println(i);
    }
}

차이를 측정하는 날짜 변수가 있었고 일단 충분히 길어지면 첫 번째는 50ms가 걸리고 다른 하나는 12 초 정도 걸렸습니다. PC가 내 것보다 효율적이거나 그렇지 않은 경우 를 늘리 stopNum거나 줄여야 할 수도 있습니다 progressCheck.

웹 에서이 질문을 찾았지만 답을 찾을 수 없습니다. 아마 대답하지 않을 수도 있습니다.

편집 : 내 질문이 그렇게 인기가 있다고 기대하지 않았습니다. 모든 답변을 주셔서 감사합니다. 나는 매 반마다 벤치 마크를 수행했으며 비효율적 인 코드는 1/4 초 대 10 초가 걸리거나 걸리는 시간이 상당히 길었습니다. 그들이 println을 사용하고 있지만 둘 다 같은 양을하고 있기 때문에, 특히 불일치가 반복 가능하기 때문에 그것이 많이 기울어 질 것이라고는 생각하지 않습니다. 답변은 Java를 처음 사용하기 때문에 투표가 지금 어떤 답변이 가장 적합한지를 결정하게 할 것입니다. 수요일까지 하나 골라 볼게요.

EDIT2 : 오늘 밤 또 다른 테스트를 할 것입니다. 여기서 모듈러스 대신 변수를 증가시키고 progressCheck에 도달하면 하나를 수행 한 다음 해당 변수를 0으로 재설정합니다.

편집 3.5 :

이 코드를 사용했고 아래에 결과를 보여 드리겠습니다. 훌륭한 도움을 주셔서 감사합니다! 또한 long의 짧은 값을 0과 비교하려고 시도했기 때문에 새로운 모든 검사는 “65536”번 반복되어 반복적으로 동일하게 발생합니다.

public class Main {


    public static void main(String[] args) {

        long startNum = 0;
        long stopNum = 1000000000L;
        long progressCheck = 65536;
        final long finalProgressCheck = 50000;
        long date;

        // using a fixed value
        date = System.currentTimeMillis();
        for (long i = startNum; i <= stopNum; i++) {
            if (i % 65536 == 0) {
                System.out.println(i);
            }
        }
        long final1 = System.currentTimeMillis() - date;
        date = System.currentTimeMillis();
        //using a variable
        for (long i = startNum; i <= stopNum; i++) {
            if (i % progressCheck == 0) {
                System.out.println(i);
            }
        }
        long final2 = System.currentTimeMillis() - date;
        date = System.currentTimeMillis();

        // using a final declared variable
        for (long i = startNum; i <= stopNum; i++) {
            if (i % finalProgressCheck == 0) {
                System.out.println(i);
            }
        }
        long final3 = System.currentTimeMillis() - date;
        date = System.currentTimeMillis();
        // using increments to determine progressCheck
        int increment = 0;
        for (long i = startNum; i <= stopNum; i++) {
            if (increment == 65536) {
                System.out.println(i);
                increment = 0;
            }
            increment++;

        }

        //using a short conversion
        long final4 = System.currentTimeMillis() - date;
        date = System.currentTimeMillis();
        for (long i = startNum; i <= stopNum; i++) {
            if ((short)i == 0) {
                System.out.println(i);
            }
        }
        long final5 = System.currentTimeMillis() - date;

                System.out.println(
                "\nfixed = " + final1 + " ms " + "\nvariable = " + final2 + " ms " + "\nfinal variable = " + final3 + " ms " + "\nincrement = " + final4 + " ms" + "\nShort Conversion = " + final5 + " ms");
    }
}

결과 :

• 고정 = 874ms (일반적으로 약 1000ms이지만 2의 거듭 제곱으로 인해 더 빠름)
• 변수 = 8590ms
• 최종 변수 = 1944ms (50000 사용시 ~ 1000ms)
• 증분 = 1904ms
• 짧은 변환 = 679ms

분할이 부족하여 단기 전환이 “빠른”방식보다 23 % 빠릅니다. 이것은 흥미 롭습니다. 256 회마다 (또는 거기에 대해) 무언가를 보여 주거나 비교해야 할 경우,이를 수행하고

if ((byte)integer == 0) {'Perform progress check code here'}

FINAL INTERNALING NOTE, 65536 (정수는 아님)과 함께 “최종 선언 된 변수”에서 모듈러스를 사용하는 것은 고정 된 값보다 (느린) 속도의 절반입니다. 이전에는 거의 같은 속도로 벤치마킹했습니다.

답변

@State(Scope.Benchmark)
public class Div {

    @Benchmark
    public void divConst(Blackhole blackhole) {
        long startNum = 0;
        long stopNum = 100000000L;

        for (long i = startNum; i <= stopNum; i++) {
            if (i % 50000 == 0) {
                blackhole.consume(i);
            }
        }
    }

    @Benchmark
    public void divVar(Blackhole blackhole) {
        long startNum = 0;
        long stopNum = 100000000L;
        long progressCheck = 50000;

        for (long i = startNum; i <= stopNum; i++) {
            if (i % progressCheck == 0) {
                blackhole.consume(i);
            }
        }
    }
}

# Benchmark: bench.Div.divConst

# Run progress: 0,00% complete, ETA 00:00:16
# Fork: 1 of 1
# Warmup Iteration   1: 126,967 ms/op
# Warmup Iteration   2: 105,660 ms/op
# Warmup Iteration   3: 106,205 ms/op
Iteration   1: 105,620 ms/op
Iteration   2: 105,789 ms/op
Iteration   3: 105,915 ms/op
Iteration   4: 105,629 ms/op
Iteration   5: 105,632 ms/op


# Benchmark: bench.Div.divVar

# Run progress: 50,00% complete, ETA 00:00:09
# Fork: 1 of 1
# Warmup Iteration   1: 844,708 ms/op          <-- much slower!
# Warmup Iteration   2: 105,893 ms/op          <-- as fast as divConst
# Warmup Iteration   3: 105,601 ms/op
Iteration   1: 105,570 ms/op
Iteration   2: 105,475 ms/op
Iteration   3: 105,702 ms/op
Iteration   4: 105,535 ms/op
Iteration   5: 105,766 ms/op

mov     rax,29f16b11c6d1e109h
imul    rbx
mov     r10,rbx
sar     r10,3fh
sar     rdx,0dh
sub     rdx,r10
imul    r10,rdx,0c350h    ; <-- imul
mov     r11,rbx
sub     r11,r10
test    r11,r11
jne     1d707ad14a0h

mov     rax,r14
mov     rdx,8000000000000000h
cmp     rax,rdx
jne     22ccce218edh
xor     edx,edx
cmp     rbx,0ffffffffffffffffh
je      22ccce218f2h
cqo
idiv    rax,rbx           ; <-- idiv
test    rdx,rdx
jne     22ccce218c0h

java version "11" 2018-09-25
Java(TM) SE Runtime Environment 18.9 (build 11+28)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM 18.9 (build 11+28, mixed mode)

long progressCheck = 50000;

long counter = progressCheck;

for (long i = startNum; i <= stopNum; i++){
    if (--counter == 0) {
        System.out.println(i);
        counter = progressCheck;
    }
}

for (long i = startNum; i <= stopNum; i++) {
    if (i % progressCheck == 0) {
        System.out.println(i)
    }
}

for (long i = startNum; i <= stopNum; i++) {
    if (i % 50000== 0) {
        System.out.println(i)
    }
}