其它使用 arraycopy、indexOf 加速器之 methods

雖然兩個字串加速器之命名是以兩個高度相關的 method 名稱來命名，但不代 表這兩個加速器只能使用在這兩個 method 或 overloading 之 methods 上。由於 indexOf 加速器具有字元搜尋與字元比較之操作，陣列操作只要有搜尋或是比較 操作，且元素大小是大於等於 2-byte，都有機會使用 indexOf 加速器增進效能。

而本小節將介紹如何使用兩個加速器來加速 Java String Class 中的 equals()和 replace()兩個 methods。

在 JAIP 平台中實作 String.equals(String str) method 有三種方法，第一種是使 用 c function 實作之 native method，此介面雖然廣泛在各種 JVM 上來加速，但由 於 JAIP 若要使用 c function 定義的 native binary，需透過 IPC 介面傳送 interrupt 訊號到 RISC-core 上，此 overhead 不但沒有達成加速目的，反而降低程式效能。

第二種方法便是直接使用 Java 程式碼實作。透過 Java 程式碼撰寫迴圈程式，每 個 iteration 都被 javac compiler 編譯成為 caload 與 ifeq 等 Java bytecode，逐一比對 字元是否相同。若要達到更有效率的比對操作，可以直接實作一個 equals 專用加 速電路並使用 hardware native interface 來呼叫 method。但考量到 indexOf 加速電 路已有高度相關操作，我們重複使用此加速電路。String.equals(String str)設計如 圖 23 所示，首先檢查兩個字串物件之 reference 是否相等，若是相等，代表兩個 字串是同一個 object instance，不需要進行字元陣列的比對，直接 return “true”。

ptnPfx_valid = 01 ptnPfx_valid = 11

t

t

若兩個 string object 不相等，這時候可能需要比對字元陣列才會知道是否 equals。

比對字元陣列之前，先檢查兩個字串長度是否一致，若不一致，我們可以肯定兩 個字串一定不相等。此 method 最為關鍵的地方在於字元陣列的比對。若兩個長度 相等的字元陣列相符，使用 indexOf method 一定會回傳 0，因為兩個字串值在 index 等於 0 的地方互為子字串。由於 indexOf 加速器在字串比對上使用一個 word 當作 單位，而第二種方法是使用單一字元為比較單位。因此，理想上此方法會比第二 種方法快了兩倍。

圖 23 使用 indexOf 加速器實作 String.equals(String str)之流程圖

return true start

Is both string reference

equal?

Is both string count equal?

Is i == 0?

i = this.indexOf(str) yes

no

yes

no

yes

no

return false

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圖 24 使用 indexOf 與 arraycopy 加速器實作 string.replace()之流程圖

另一個使用字串加速器的 method 為 string.replace(char oldChar, char newChar)。

此 method 是在一個 string object 內搜尋由 programmer 輸入的一個字元─oldChar，

所有出現位置，並將之取代為另一個輸入的新字元─newChar。若位搜尋到符合 的字元，直接回傳 string 本身；若至少一個 oldChar 被找到，宣告新的 string object 存放取代後的字元陣列，並回傳之。應用之案例如：當程式解析使用者輸入的檔 案路徑、class path 或 URL 時，replace method 可以找尋其路徑的 separator，並取 代 成 為 系 統 內 部 使 用 的 正 規 separator ， 例 如 Java class loader 可 能 會 使 用

i = this.indexOf(oldChar, 0)

Is i == -1

Use System.arraycopy copy prefix to new_buf[]

Is i < len

i = this.indexOf(oldChar, i + 1)

Is i == -1 System.arraycopy() Use

copy the chars from (last_i + 1) to

(i – 1)

Use System.arraycopy copy the remaining chars

Use the new_buf[] array as an instance to new a string

object return the new string new_buf[i] = newChar

no

取代的字元出現，直接將 newChar 寫進原本之位置。兩個加速器可以應用的地方 在於 oldChar 之搜尋，以及 oldChar 未出現之字串片段複製動作。其完整流程如圖 24 所示。