java16学习笔记-Vector API

提供孵化器模块jdk.incubator.vector的初始迭代，以表示向量计算，该向量计算在运行时可靠地编译为支持的CPU架构上的最佳向量硬件指令，从而实现优于等效标量计算的性能

目标

        向量计算由对向量的一系列操作组成。向量包括（通常）固定的标量值序列，其中标量值对应于硬件定义的向量通道的数量。应用于具有相同通道数的两个向量的二进制运算，对于每个通道，将对每个向量的相应两个标量值应用等效标量运算。这通常被称为单指令多数据（SIMD）。
矢量运算表示一种并行程度，可以在单个CPU周期内执行更多的工作，从而显著提高性能。例如，给定两个向量，每个向量覆盖八个整数序列（八个通道），则可以使用单个硬件指令将这两个向量加在一起。向量加法硬件指令对十六个整数进行操作，执行八次整数加法，而通常对两个整数进行一次整数加法所需的时间。
HotSpot支持自动矢量化，其中标量操作被转换为超字操作，然后映射到矢量硬件指令。可转换标量操作的集合是有限的，并且容易受到代码形状变化的影响。此外，可能仅利用可用向量硬件指令的子集来限制生成代码的性能。
希望编写可可靠转换为超字操作的标量操作的开发人员需要了解HotSpot的自动矢量化支持及其局限性，以实现可靠和可持续的性能。
在某些情况下，开发人员可能无法编写可转换的标量操作。例如，HotSpot不转换用于计算数组哈希码的简单标量操作（请参阅JDK源代码中的Arrays:：hashCode方法实现），也不能自动矢量化代码以按字典比较两个数组（这就是为什么添加了一个内部函数来执行字典比较，请参阅8033148）。
Vector API旨在通过提供一种用Java编写复杂矢量算法的机制来解决这些问题，使用HotSpot中预先存在的矢量化支持，但使用一个用户模型，使矢量化更加可预测和稳健。手工编码的向量循环可以表达高性能算法（如矢量化的hashCode或专门的数组比较），而自动矢量器可能永远无法优化这些算法。这种显式向量化API可能适用于许多领域，如机器学习、线性代数、密码学、金融和JDK本身的使用。

发展历史

JEP 338: Vector API (Incubator)                                  java16        第一次孵化

JEP 414: Vector API (Second Incubator)                     java17        第二次孵化

JEP 417: Vector API (Third Incubator)                         java18        第三次孵化

JEP 426: Vector API (Fourth Incubator)                       java19        第四次孵化

JEP 438: Vector API (Fifth Incubator)                          java20        第五次孵化

JEP 448: Vector API (Sixth Incubator)                         java21        第六次孵化

JEP 460: Vector API (Seventh Incubator)                    java22        第七次孵化

JEP 469: Vector API (Eighth Incubator)                       java23        第八次孵化

JEP 489: Vector API (Ninth Incubator)                         java24        第九次孵化

JEP 508: Vector API (Tenth Incubator)                        java25        第十次孵化

代码示例

void vectorComputation(float[] a, float[] b, float[] c) {for (int i = 0; i < a.length; i += SPECIES.length()) {// VectorMask<Float>  m;var m = SPECIES.indexInRange(i, a.length);// FloatVector va, vb, vc;var va = FloatVector.fromArray(SPECIES, a, i, m);var vb = FloatVector.fromArray(SPECIES, b, i, m);var vc = va.mul(va).add(vb.mul(vb)).neg();vc.intoArray(c, i, m);}
}

static final VectorSpecies<Float> SPECIES = FloatVector.SPECIES_PREFERRED;void vectorComputation(float[] a, float[] b, float[] c) {int i = 0;int upperBound = SPECIES.loopBound(a.length);for (; i < upperBound; i += SPECIES.length()) {// FloatVector va, vb, vc;var va = FloatVector.fromArray(SPECIES, a, i);var vb = FloatVector.fromArray(SPECIES, b, i);var vc = va.mul(va).add(vb.mul(vb)).neg();vc.intoArray(c, i);}for (; i < a.length; i++) {c[i] = (a[i] * a[i] + b[i] * b[i]) * -1.0f;}
}

以上代码复制的官方示例代码，但是笔者尝试各种方法都没办法编译通过，从JDK16到24都试了个遍。