指令布局优化是编译器优化吗

1. 编译器的组成及各部分的功能及作用

1. 词法分析 词法分析器根据词法规则识别出源程序中的各个记号（token），每个记号代表一类单词（lexeme）。源程序中常见的记号可以归为几大类：关键字、标识符、字面量和特殊符号。词法分析器的输入是源程序，输出是识别的记号流。词法分析器的任务是把源文件的字符流转换成记号流。本质上它查看连续的字符然后把它们识别为“单词”。 2. 语法分析 语法分析器根据语法规则识别出记号流中的结构（短语、句子），并构造一棵能够正确反映该结构的语法树。 3. 语义分析 语义分析器根据语义规则对语法树中的语法单元进行静态语义检查，如果类型检查和转换等，其目的在于保证语法正确的结构在语义上也是合法的。 4. 中间代码生成 中间代码生成器根据语义分析器的输出生成中间代码。中间代码可以有若干种形式，它们的共同特征是与具体机器无关。最常用的一种中间代码是三地址码，它的一种实现方式是四元式。三地址码的优点是便于阅读、便于优化。 5. 中间代码优化 优化是编译器的一个重要组成部分，由于编译器将源程序翻译成中间代码的工作是机械的、按固定模式进行的，因此，生成的中间代码往往在时间和空间上有很大浪费。当需要生成高效目标代码时，就必须进行优化。 6. 目标代码生成 目标代码生成是编译器的最后一个阶段。在生成目标代码时要考虑以下几个问题：计算机的系统结构、指令系统、寄存器的分配以及内存的组织等。编译器生成的目标程序代码可以有多种形式：汇编语言、可重定位二进制代码、内存形式。 7 符号表管理 符号表的作用是记录源程序中符号的必要信息，并加以合理组织，从而在编译器的各个阶段能对它们进行快速、准确的查找和操作。符号表中的某些内容甚至要保留到程序的运行阶段。 8 出错处理用户编写的源程序中往往会有一些错误，可分为静态错误和动态错误两类。所谓动态错误，是指源程序中的逻辑错误，它们发生在程序运行的时候，也被称作动态语义错误，如变量取值为零时作为除数，数组元素引用时下标出界等。静态错误又可分为语法错误和静态语义错误。语法错误是指有关语言结构上的错误，如单词拼写错、表达式中缺少操作数、begin和end不匹配等。静态语义错误是指分析源程序时可以发现的语言意义上的错误，如加法的两个操作数中一个是整型变量名，而另一个是数组名等。

2. 应用编译优化有什么用

应用编译优化的作用是：提高运行能力因为程序优化前，有3个变量需要3个寄存器，一次乘法运算。程序优化后，只有1个变量需要一个寄存器，没有乘法运算。

并且这个优化看起来很微不足道，但实际上用途很广。为了程序的可读性和可维护性，大多数程序员应该还是会选用第一种方式。

写3行程序而不是直接甩下一行int ticks = 491520让后来读程序的人摸不到头脑。有了编译器的优化，程序员既可以写出易读的程序又不必担心性能受影响。

尤其是在嵌入式领域，很多低端芯片根本就没有硬件乘法器，如果程序不做上述优化可能这3行代码需要几十个cycle，优化过后一个cycle就搞定。

应用编译优化的级别：

第一级：代码调整。

代码调整是一种局部的思维方式；基本上不触及算法层级；它面向的是代码，而不是问题； 所以：语句调整，用汇编重写、指令调整、换一种语言实现、换一个编译器、循环展开、参数传递优化等都属于这一级。

第二级：新的视角。

新的视角强调的重点是针对问题的算法；即选择和构造适合于问题的算法。

第三级：表驱动状态机。

将问题抽象为另一种等价的数学模型或假想机器模型，比如构造出某种表驱动状态机；这一级其实是第二级的延伸，只是产生的效果更加明显，但它有其本身的特点。

3. 电脑编程的基础知识——编译器和连接器

我从没见过（不过应该有）任何一本C++教材有讲过何谓编译器（Compiler）及连接器（Linker）（倒是在很老的C教材中见过），现在都通过一个类似VC这样的编程环境隐藏了大量东西，将这些封装起来。在此，对它们的理解是非常重要的，本系列后面将大量运用到这两个词汇，其决定了能否理解如声明、定义、外部变量、头文件等非常重要的关键。
前面已经说明了电脑编程就是一个“翻译”过程，要把用户的程序翻译成CPU指令，其实也就是机器代码。所谓的机器代码就是用CPU指令书写的程序，被称作低级语言。而程序员的工作就是编写出机器代码。由于机器代码完全是一些数字组成（CPU感知的一切都是数字，即使是指令，也只是1代表加法、2代表减法这一类的数字和工作的映射），人要记住1是代表加法、2是代表减法将比较困难，并且还要记住第3块内存中放的是圆周率，而第4块内存中放的是有效位数。所以发明了汇编语言，用一些符号表示加法而不再用1了，如用ADD表示加法等。
由于使用了汇编语言，人更容易记住了，但是电脑无法理解（其只知道1是加颂隐法，不知道ADD是加法，因为电脑只能看见数字），所以必须有个东西将汇编代码翻译成机器代码，也就是所谓的编译器。即编译器是将一种语言翻译成另一种语言的程序。即使使用了汇编语言，但由于其几乎只是将CPU指令中的数字映射成符号以帮助记忆而已，还是使用的空迹电脑的思考方式进行思考的，不够接近人类的思考习惯，故而出现了纷繁复杂的各种电脑编程语言，如：PASCAL、BASIC、C等，其被称作高级语言，因为比较接近人的思考模式（尤其C++的类的概念的推出），而汇编语言则被称作低级语言（C曾被称作高级的低级语言），因为它们不是很符合人类的思考模式，人类书野亏厅写起来比较困难。由于CPU同样不认识这些PASCAL、BASIC等语言定义的符号，所以也同样必须有一个编译器把这些语言编写的代码转成机器代码。对于这里将要讲到的C++语言，则是C++语言编译器（以后的编译器均指C++语言编译器）。
因此，这里所谓的编译器就是将我们书写的C++源代码转换成机器代码。由于编译器执行一个转换过程，所以其可以对我们编写的代码进行一些优化，也就是说其相当于是一个CPU指令程序员，将我们提供的程序翻译成机器代码，不过它的工作要简单一些了，因为从人类的思考方式转成电脑的思考方式这一过程已经由程序员完成了，而编译器只是进行翻译罢了（最多进行一些优化）。
还有一种编译器被称作翻译器（Translator），其和编译器的区别就是其是动态的而编译器是静态的。如前面的BASIC的编译器在早期版本就被称为翻译器，因为其是在运行时期即时进行翻译工作的，而不像编译器一次性将所有代码翻成机器代码。对于这里的“动态”、“静态”和“运行时期”等名词，不用刻意去理解它，随着后续文章的阅读就会了解了。
编译器把编译后（即翻译好的）的代码以一定格式（对于VC，就是COFF通用对象文件格式，扩展名为.obj）存放在文件中，然后再由连接器将编译好的机器代码按一定格式在Windows操作系统下就是Portable Executable File Format--PE文件格式）存储在文件中，以便以后操作系统执行程序时能按照那个格式找到应该执行的第一条指令或其他东西，如资源等。至于为什么中间还要加一个连接器以及其它细节，在后续文章中将会进一步说明。

4. Android性能优化总结

常用的Android性能优化方法：

一、布局优化：

1）尽量减少布局文件的层级。

层级少了，绘制的工作量也就少了，性能自然提高。

2）布局重用 <include标签>

3）按需加载：使用ViewStub,它继承自View,一种轻量级控件，本身不参与任何的布局和绘制过程。他的layout参数里添加一个替换的布局文件，当它通过setVisibility或者inflate方法加载后，它就会被内部布局替换掉。

二、绘制优化：

基于onDraw会被调用多次，该方法内要避免两类操作：

1）创建新的局部对象，导致大量垃圾对象的产生，从而导致频繁的gc，降低程序的执行效率。

2）不要做耗时操作，抢CPU时间片，造成绘制很卡不流畅。

三、内存泄漏优化：

1）静态变量导致内存泄漏   比较明显

2）单例模式导致的内存泄漏 单例无法被垃圾回收，它持有的任何对象的引用都会导致该对象不会被gc。

3）属性动画导致内存泄漏  无限循环动画，在activity中播放，但是onDestroy时没有停止的话，动画会一直播放下去，view被动画持有，activity又被view持有，导致activity无法被回收。

四、响应速度优化：

1）避免在主线程做耗时操作 包括四大组件，因为四大组件都是运行在主线程的。

2）把一些创建大量对象等的初始化工作放在页面回到前台之后，而不应该放到创建的时候。

五、ListView的优化：

1）使用convertView，走listView子View回收的一套：RecycleBin 机制

主要是维护了两个数组，一个是mActiveViews,当前可见的view,一个是mScrapViews，当前不可见的view。当触摸ListView并向上滑动时，ListView上部的一些OnScreen的View位置上移，并移除了ListView的屏幕范围，此时这些OnScreen的View就变得不可见了，不可见的View叫做OffScreen的View，即这些View已经不在屏幕可见范围内了，也可以叫做ScrapView，Scrap表示废弃的意思，ScrapView的意思是这些OffScreen的View不再处于可以交互的Active状态了。ListView会把那些ScrapView（即OffScreen的View）删除，这样就不用绘制这些本来就不可见的View了，同时，ListView会把这些删除的ScrapView放入到RecycleBin中存起来，就像把暂时无用的资源放到回收站一样。

当ListView的底部需要显示新的View的时候，会从RecycleBin中取出一个ScrapView，将其作为convertView参数传递给Adapter的getView方法，从而达到View复用的目的，这样就不必在Adapter的getView方法中执行LayoutInflater.inflate()方法了。

RecycleBin中有两个重要的View数组，分别是mActiveViews和mScrapViews。这两个数组中所存储的View都是用来复用的，只不过mActiveViews中存储的是OnScreen的View，这些View很有可能被直接复用；而mScrapViews中存储的是OffScreen的View，这些View主要是用来间接复用的。

2）使用ViewHolder避免重复地findViewById

3)快速滑动不适合做大量异步任务，结合滑动监听，等滑动结束之后加载当前显示在屏幕范围的内容。

4）getView中避免做耗时操作，主要针对图片：ImageLoader来处理(原理：三级缓存)

5）对于一个列表，如果刷新数据只是某一个item的数据，可以使用局部刷新，在列表数据量比较大的情况下，节省不少性能开销。

六、Bitmap优化：

1）减少内存开支：图片过大，超过控件需要的大小的情况下，不要直接加载原图，而是对图片进行尺寸压缩，方式是BitmapFactroy.Options 采样，inSampleSize 转成需要的尺寸的图片。

2）减少流量开销：对图片进行质量压缩，再上传服务器。图片有三种存在形式：硬盘上时是file，网络传输时是stream，内存中是stream或bitmap，所谓的质量压缩，它其实只能实现对file的影响，你可以把一个file转成bitmap再转成file，或者直接将一个bitmap转成file时，这个最终的file是被压缩过的，但是中间的bitmap并没有被压缩。bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG,100,bos);

七、线程优化：

使用线程池。为什么要用线程池？

1、从“为每个任务分配一个线程”转换到“在线程池中执行任务”

2、通过重用现有的线程而不是创建新线程，可以处理多个请求在创建销毁过程中产生的巨大开销

3、当使用线程池时，在请求到来时间 ，不用等待系统重新创建新的线程，而是直接复用线程池中的线程，这样可以提高响应性。

4、通过和适当调整线程池的大小 ，可以创建足够多的线程以使处理器能够保持忙碌状态，同时还可以防止过多线程相互竞争资源而使应用程序耗尽内存或者失败。

5、一个App里面所有的任务都放在线程池中执行后，可以统一管理 ，当应用退出时，可以把程序中所有的线程统一关闭，避免了内存和CPU的消耗。

6、如果这个任务是一个循环调度任务，你则必须在这个界面onDetach方法把这个任务给cancel掉，如果是一个普通任务则可cancel，可不cancel，但是最好cancel

7、整个APP的总开关会在应用退出的时间把整个线程池全部关闭。

八、一些性能优化建议：

1）避免创建过多对象，造成频繁的gc

2)不要过多使用枚举，枚举占用的空间比整型大很多

3）字符串的拼接使用StringBuffer、StringBuilder来替代直接使用String,因为使用String会创建多个String对象，参考第一条。

4）适当使用软引用，（弱引用就不太推荐了）

5）使用内存缓存和磁盘缓存。

5. 指令重排

指令重排序是JVM为了优化指令，提高程序运行效率，在不影响 单线程程序 执行结果的前提下，尽可能庆蠢地提高并行度。编译器、处理器也遵循这样一个目标敏差虚。注意是单线程。多线程的情况下指令重排序就会给程序员带来问题。

指令重排可以分为两种

指的是 编译器 和 处理器 出于优化的目的按照某种规则将指令重新排序

由于 缓存同步顺序 等问题，看起来指令被重排序了。

指令重排在单线程下可以优化程序的运行效率，单核时代的一切都是那么完美。然而，多核时代出现了 可见性 问题。桥燃

6. int a[100] 这400个字节的空间编译时并不分配

编译时当然不分配，运行时才分配。

编译把源程序翻译成机器指令：“给a分配100个单元，整型”
执行程序时，操作系统按指令分配，无所谓聪明不聪明。