Самое быстрое и эффективное преобразование байтового массива в 29-битное целое число в Java

Question

Поскольку в AMF популярны 29-битные целые числа, я хотел бы включить самую быструю / лучшую из известных процедур. В настоящее время в нашей библиотеке есть две подпрограммы, которые можно протестировать в режиме реального времени на ideone http://ideone.com/KNmYT
Вот источник для быстрого ознакомления

public static int readMediumInt(ByteBuffer in) {
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(4);
    buf.put((byte) 0x00);
    buf.put(in.get());
    buf.put(in.get());
    buf.put(in.get());
    buf.flip();
    return buf.getInt();
}


public static int readMediumInt2(ByteBuffer in) {
    byte[] bytes = new byte[3];
    in.get(bytes);
    int val = 0;
    val += bytes[0] * 256 * 256;
    val += bytes[1] * 256;
    val += bytes[2];
    if (val < 0) {
        val += 256;
    }
    return val;
}

Answer 1

Обычно я делаю это с битовыми операциями. Вторая версия может в конечном итоге быть оптимизирована до чего-то близкого к этому JVM, но в этом нельзя быть уверенным. Теперь это только 24 бита, следуя вашим выборкам, но в вопросе написано "29-битное целое число". Я не уверен, что вы действительно хотели.

public static int readMediumInt(ByteBuffer buf) {
  return ((buf.get() & 0xFF) << 16) 
       | ((buf.get() & 0xFF) <<  8)
       | ((buf.get() & 0xFF);
}

Answer 2

Если вы действительно хотите прочитать 29-разрядные целые числа AMF, это должно сработать (при условии, что я правильно понял формат):

private static int readMediumInt(ByteBuffer buf) {
    int b0, b1, b2;
    if ((b0 = buf.get()) >= 0) return b0;
    if ((b1 = buf.get()) >= 0) return ((b0 << 7) & ((~(-1 << 7)) << 7)) | b1;
    if ((b2 = buf.get()) >= 0) return ((b0 << 14) & ((~(-1 << 7)) << 14)) | ((b1 << 7) & ((~(-1 << 7)) << 7)) | b2;
    return ((b0 << 22) & ((~(-1 << 7)) << 22)) | ((b1 << 15) & ((~(-1 << 7)) << 15)) | ((b2 << 8) & ((~(-1 << 7)) << 8)) | (buf.get() & 0xff);
}

Answer 3

Наиболее важным изменением является избегание размещения объектов в методе. Кстати, ваш микро тест не сбрасывал "старт", поэтому второй результат включает время, использованное для первого метода. Кроме того, вам нужно запускать микро-тесты несколько раз, в противном случае компилятор точно вовремя не сможет запустить. Я предлагаю использовать метод, аналогичный

public static int readMediumInt3(ByteBuffer buf) {
    return ((buf.get() & 0xff) << 16) + 
            ((buf.get() & 0xff) << 8) + 
            ((buf.get() & 0xff));
}

Полный код:

import java.nio.ByteBuffer;

public class Main {

    public static int readMediumInt(ByteBuffer in) {
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(4);
        buf.put((byte) 0x00);
        buf.put(in.get());
        buf.put(in.get());
        buf.put(in.get());
        buf.flip();
        return buf.getInt();
    }

    public static int readMediumInt2(ByteBuffer in) {
        byte[] bytes = new byte[3];
        in.get(bytes);
        int val = 0;
        val += bytes[0] * 256 * 256;
        val += bytes[1] * 256;
        val += bytes[2];
        if (val < 0) {
            val += 256;
        }
        return val;
    }

    public static int readMediumInt3(ByteBuffer buf) {
        return ((buf.get() & 0xff) << 16) + 
                ((buf.get() & 0xff) << 8) + 
                ((buf.get() & 0xff));
    }

    public static void main(String[] args) {
        Main m = new Main();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            // version 1
            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(4);
            buf.putInt(424242);
            buf.flip();
            long start;
            start = System.nanoTime();
            for (int j = 0; j < 10000000; j++) {
                buf.position(0);
                readMediumInt(buf);
            }
            start = System.nanoTime() - start;
            System.out.printf("Ver 1: elapsed: %d ms\n", start / 1000000);

            // version 2
            ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(4);
            buf2.putInt(424242);
            buf2.flip();
            start = System.nanoTime();
            for (int j = 0; j < 10000000; j++) {
                buf2.position(0);
                readMediumInt2(buf2);
            }
            start = System.nanoTime() - start;
            System.out.printf("Ver 2: elapsed: %d ms\n", start / 1000000);

            // version 3
            ByteBuffer buf3 = ByteBuffer.allocate(4);
            buf3.putInt(424242);
            buf3.flip();
            start = System.nanoTime();
            for (int j = 0; j < 10000000; j++) {
                buf3.position(0);
                readMediumInt3(buf3);
            }
            start = System.nanoTime() - start;
            System.out.printf("Ver 3: elapsed: %d ms\n", start / 1000000);
        }

    }
}

Мои результаты:

• Версия 1: истекло: 556 мс
• Версия 2: истек: 187 мс
• Версия 3: истекло: 3 мс