强制表切换而不是查找开关

你不应该关心字节码，因为现代JVM足够聪明，可以以同样有效的方式编译查找开关和表开关。

直观地说应该更快，JVM规范也建议这样做：tableswitch

因此，表开关指令可能比查找开关更有效，因为查找开关的空间考虑允许选择。

然而，该规范是在20多年前编写的，当时JVM没有JIT编译器。现代 HotSpot JVM 中是否存在性能差异？

基准测试

package bench;

import org.openjdk.jmh.annotations.*;

@State(Scope.Benchmark)
public class SwitchBench {
    @Param({"1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8"})
    int n;

    @Benchmark
    public long lookupSwitch() {
        return Switch.lookupSwitch(n);
    }

    @Benchmark
    public long tableSwitch() {
        return Switch.tableSwitch(n);
    }
}

为了精确控制字节码，我用 Jasmin 构建了类。Switch

.class public bench/Switch
.super java/lang/Object

.method public static lookupSwitch(I)I
    .limit stack 1

    iload_0
    lookupswitch
      1 : One
      2 : Two
      3 : Three
      4 : Four
      5 : Five
      6 : Six
      7 : Seven
      default : Other

One:
    bipush 11
    ireturn
Two:
    bipush 22
    ireturn
Three:
    bipush 33
    ireturn
Four:
    bipush 44
    ireturn
Five:
    bipush 55
    ireturn
Six:
    bipush 66
    ireturn
Seven:
    bipush 77
    ireturn
Other:
    bipush -1
    ireturn
.end method

.method public static tableSwitch(I)I
    .limit stack 1

    iload_0
    tableswitch 1
      One
      Two
      Three
      Four
      Five
      Six
      Seven
      default : Other

One: 
    bipush 11
    ireturn
Two:
    bipush 22
    ireturn
Three:
    bipush 33
    ireturn
Four:
    bipush 44
    ireturn
Five:
    bipush 55
    ireturn
Six:
    bipush 66
    ireturn
Seven:
    bipush 77
    ireturn
Other:
    bipush -1
    ireturn
.end method

结果显示查找开关/表开关基准测试之间没有性能差异，但根据开关参数的不同，差异很小：

集会

让我们通过查看生成的汇编代码来验证理论。
以下 JVM 选项将有所帮助：-XX:CompileCommand=print,bench.Switch::*

  # {method} {0x0000000017498a48} 'lookupSwitch' '(I)I' in 'bench/Switch'
  # parm0:    rdx       = int
  #           [sp+0x20]  (sp of caller)
  0x000000000329b240: sub    $0x18,%rsp
  0x000000000329b247: mov    %rbp,0x10(%rsp)    ;*synchronization entry
                                                ; - bench.Switch::lookupSwitch@-1

  0x000000000329b24c: cmp    $0x4,%edx
  0x000000000329b24f: je     0x000000000329b2a5
  0x000000000329b251: cmp    $0x4,%edx
  0x000000000329b254: jg     0x000000000329b281
  0x000000000329b256: cmp    $0x2,%edx
  0x000000000329b259: je     0x000000000329b27a
  0x000000000329b25b: cmp    $0x2,%edx
  0x000000000329b25e: jg     0x000000000329b273
  0x000000000329b260: cmp    $0x1,%edx
  0x000000000329b263: jne    0x000000000329b26c  ;*lookupswitch
                                                 ; - bench.Switch::lookupSwitch@1
  ...

我们在这里看到的是从中间值 4 开始的二进制搜索（这解释了为什么情况 4 在上图中具有最佳性能）。

但有趣的是，编译方式完全相同！tableSwitch

  # {method} {0x0000000017528b18} 'tableSwitch' '(I)I' in 'bench/Switch'
  # parm0:    rdx       = int
  #           [sp+0x20]  (sp of caller)
  0x000000000332c280: sub    $0x18,%rsp
  0x000000000332c287: mov    %rbp,0x10(%rsp)    ;*synchronization entry
                                                ; - bench.Switch::tableSwitch@-1

  0x000000000332c28c: cmp    $0x4,%edx
  0x000000000332c28f: je     0x000000000332c2e5
  0x000000000332c291: cmp    $0x4,%edx
  0x000000000332c294: jg     0x000000000332c2c1
  0x000000000332c296: cmp    $0x2,%edx
  0x000000000332c299: je     0x000000000332c2ba
  0x000000000332c29b: cmp    $0x2,%edx
  0x000000000332c29e: jg     0x000000000332c2b3
  0x000000000332c2a0: cmp    $0x1,%edx
  0x000000000332c2a3: jne    0x000000000332c2ac  ;*tableswitch
                                                 ; - bench.Switch::tableSwitch@1
  ...

跳台

但是等等...为什么是二进制搜索，而不是跳转表？

HotSpot JVM 具有一种试探法，可仅为具有 10 个以上情况的交换机生成跳转表。这可以通过选项进行更改。-XX:MinJumpTableSize=

好的，让我们用更多的标签扩展我们的测试用例，并再次检查生成的代码。

  # {method} {0x0000000017288a68} 'lookupSwitch' '(I)I' in 'bench/Switch'
  # parm0:    rdx       = int
  #           [sp+0x20]  (sp of caller)
  0x000000000307ecc0: sub    $0x18,%rsp         ;   {no_reloc}
  0x000000000307ecc7: mov    %rbp,0x10(%rsp)    ;*synchronization entry
                                                ; - bench.Switch::lookupSwitch@-1

  0x000000000307eccc: mov    %edx,%r10d
  0x000000000307eccf: dec    %r10d
  0x000000000307ecd2: cmp    $0xa,%r10d
  0x000000000307ecd6: jb     0x000000000307ece9
  0x000000000307ecd8: mov    $0xffffffff,%eax
  0x000000000307ecdd: add    $0x10,%rsp
  0x000000000307ece1: pop    %rbp
  0x000000000307ece2: test   %eax,-0x1faece8(%rip)        # 0x00000000010d0000
                                                ;   {poll_return}
  0x000000000307ece8: retq   
  0x000000000307ece9: movslq %edx,%r10
  0x000000000307ecec: movabs $0x307ec60,%r11    ;   {section_word}
  0x000000000307ecf6: jmpq   *-0x8(%r11,%r10,8)  ;*lookupswitch
                                                ; - bench.Switch::lookupSwitch@1
                      ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

是的！这是我们计算的跳转指令。请注意，这是为 生成的。但是会有完全相同的.lookupswitchtableswitch

令人惊讶的是，HotSpot JVM甚至可以为具有间隙和异常值的交换机生成跳转表。 控制间隙的大小。例如，如果有从 1 到 10 的标签，则从 13 到 20，最后一个标签的值为 99 - JIT 将为值 99 生成一个保护测试，对于其余标签，它将创建一个表。-XX:MaxJumpTableSparseness

源码

HotSpot源代码将最终说服在使用C2对方法进行JIT编译后，查找开关和表开关之间应该没有性能差异。这基本上是因为解析这两条指令最终会调用适用于任意标签集的同一jump_switch_ranges函数。

结论

正如我们所看到的，HotSpot JVM可以使用二进制搜索和使用跳转表进行编译，反之亦然。这取决于标签的数量和密度，但不取决于字节码本身。tableswitchlookupswitch

所以，回答你原来的问题 - 你不需要！

编辑：您可以通过注释匹配项来检查表的创建或查找开关，如下所示：

import scala.annotation.switch

(foo: @switch) match {
  case 0 =>
  case 1 =>
  //And so forth
}

如果给定的匹配项无法编译到表或查找开关中，这将使它在编译时记录警告。