Scala的偷懒成本是多少?

这是从 scala mailing list 并给出了具体的实现方法 lazy 就Java代码(而不是字节码)而言:

class LazyTest {
  lazy val msg = "Lazy"
}

编译为与以下Java代码等效的内容:

class LazyTest {
  public int bitmap$0;
  private String msg;

  public String msg() {
    if ((bitmap$0 & 1) == 0) {
        synchronized (this) {
            if ((bitmap$0 & 1) == 0) {
                synchronized (this) {
                    msg = "Lazy";
                }
            }
            bitmap$0 = bitmap$0 | 1;
        }
    }
    return msg;
  }

}

编译器似乎安排了一个类级别的bitmap int字段,以将多个惰性字段标记为已初始化(或未初始化),并在一个同步块中初始化目标字段(如果位图的相关xor指示有必要)。

使用:

class Something {
  lazy val foo = getFoo
  def getFoo = "foo!"
}

 0  aload_0 [this]
 1  getfield blevins.example.Something.bitmap$0 : int [15]
 4  iconst_1
 5  iand
 6  iconst_0
 7  if_icmpne 48
10  aload_0 [this]
11  dup
12  astore_1
13  monitorenter
14  aload_0 [this]
15  getfield blevins.example.Something.bitmap$0 : int [15]
18  iconst_1
19  iand
20  iconst_0
21  if_icmpne 42
24  aload_0 [this]
25  aload_0 [this]
26  invokevirtual blevins.example.Something.getFoo() : java.lang.String [18]
29  putfield blevins.example.Something.foo : java.lang.String [20]
32  aload_0 [this]
33  aload_0 [this]
34  getfield blevins.example.Something.bitmap$0 : int [15]
37  iconst_1
38  ior
39  putfield blevins.example.Something.bitmap$0 : int [15]
42  getstatic scala.runtime.BoxedUnit.UNIT : scala.runtime.BoxedUnit [26]
45  pop
46  aload_1
47  monitorexit
48  aload_0 [this]
49  getfield blevins.example.Something.foo : java.lang.String [20]
52  areturn
53  aload_1
54  monitorexit
55  athrow

以元组形式初始化的值,如 lazy val (x,y) = { ... } x , y ,和 x$1 类型字段 Tuple2

class Example {
  lazy val x = "Value";
}

编译为类似以下Java代码的字节代码:

public class Example {

  private String x;
  private volatile boolean bitmap$0;

  public String x() {
    if(this.bitmap$0 == true) {
      return this.x;
    } else {
      return x$lzycompute();
    }
  }

  private String x$lzycompute() {
    synchronized(this) {
      if(this.bitmap$0 != true) {
        this.x = "Value";
        this.bitmap$0 = true;
      }
      return this.x;
    }
  }
}

请注意,位图由 boolean . 如果您添加另一个字段,编译器将增加字段的大小,使其能够表示至少2个值,即作为 byte

但你可能想知道为什么会这样?在进入同步块时,必须清除线程本地缓存,以便非易失性 x 值被刷新到内存中。这篇博客文章 an explanation .

Scala SIP-20 提出了一种新的lazy-val的实现方法,该方法比“当前”版本更正确,但速度慢了25%。

这个 proposed implementation 看起来像:

class LazyCellBase { // in a Java file - we need a public bitmap_0
  public static AtomicIntegerFieldUpdater<LazyCellBase> arfu_0 =
    AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(LazyCellBase.class, "bitmap_0");
  public volatile int bitmap_0 = 0;
}
final class LazyCell extends LazyCellBase {
  import LazyCellBase._
  var value_0: Int = _
  @tailrec final def value(): Int = (arfu_0.get(this): @switch) match {
    case 0 =>
      if (arfu_0.compareAndSet(this, 0, 1)) {
        val result = 0
        value_0 = result
        @tailrec def complete(): Unit = (arfu_0.get(this): @switch) match {
          case 1 =>
            if (!arfu_0.compareAndSet(this, 1, 3)) complete()
          case 2 =>
            if (arfu_0.compareAndSet(this, 2, 3)) {
              synchronized { notifyAll() }
            } else complete()
        }
        complete()
        result
      } else value()
    case 1 =>
      arfu_0.compareAndSet(this, 1, 2)
      synchronized {
        while (arfu_0.get(this) != 3) wait()
      }
      value_0
    case 2 =>
      synchronized {
        while (arfu_0.get(this) != 3) wait()
      }
      value_0
    case 3 => value_0
  }
}

截至2013年6月,该SIP尚未获得批准。根据邮件列表的讨论,我希望它可能会被批准并包含在Scala的未来版本中。因此,我认为你应该注意 Daniel Spiewak's observation :

关于这个问题,我写了一篇文章 https://dzone.com/articles/cost-laziness

给定scala为lazy生成的字节码,它可能会遇到双重检查锁定中提到的线程安全问题 http://www.javaworld.com/javaworld/jw-05-2001/jw-0525-double.html?page=1