JVM数组访问模式洞察：实证研究揭示性能优化新机遇

本研究深入剖析了Java虚拟机（JVM）环境中数组访问模式的实际应用。通过动态追踪大量真实程序（来自Renaissance基准套件）中的数亿次数组访问，研究揭示了数组使用行为的关键特征。研究发现，绝大多数数组个体尺寸较小，通常仅由一到两个类以及单个线程访问。更为重要的是，近七成（69.8%）的访问模式表现为简单的顺序遍历，表明代码中存在大量可优化的规律性访问。此外，超过95%的被检测类并未直接使用数组，这意味着数组操作主要集中在少数核心组件中。

这些发现直接挑战了对数组使用普遍性的认知，并为JVM的运行时优化（如边界检查消除）和编译器改进提供了宝贵的实证依据。研究提出的动态追踪方法论具有普适性，可应用于任何JVM程序，为理解和优化数据结构使用提供了强大的工具。其战略意义在于，通过揭示程序中数组访问的实际模式，能够指导更精准的性能调优策略，提升软件执行效率，并可能催生更智能的编译器优化技术，以适应现代软件开发对高性能的需求。

Arrays in Practice

The array is a data structure used in a wide range of programs. Its compact storage and constant time random access makes it highly efficient, but arbitrary indexing complicates the analysis of code containing array accesses. Such analyses are important for compiler optimisations such as bounds c…

The Art, Science, and Engineering of ProgrammingÅkerblom, Beatrice and Castegren, Elias