优化动态类型面向对象语言：多态内联缓存技术

"本文主要探讨了面向对象的动态语言中的一种优化技术——多态性内联缓存（Polymorphic Inline Cache, PIC），并详细解释了其基本原理和优势。内联缓存是一种用于提高动态语言性能的技术，尤其是在处理方法调用时，通过记录上一次查询结果来加速后续的调用过程。多态内联缓存进一步扩展了这一概念，它可以在每个调用站点存储多个缓存的查找结果，从而更有效地处理多态消息发送。" 在面向对象的动态语言中，如SELF，方法调用通常需要通过查找调用站点（call site）来完成。传统的内联缓存（Inline Cache, IC）技术会在调用站点保存上次查询到的对象类型和对应的方法地址。当再次执行相同调用时，编译器会检查对象类型是否与之前一致，如果一致，则直接跳转至对应方法，无需进行耗时的动态查找。这种方法显著减少了动态绑定带来的开销。 多态内联缓存（PIC）进一步增强了这种优化。与单态内联缓存不同，PIC可以记录多个接收者类型及其对应的方法地址。这意味着即使调用的对象类型发生变化，系统仍然可以从缓存中找到正确的调用路径，减少了动态解析的频率。在处理多态消息发送时，这种优化尤其有效，因为它能适应多种接收者类型。 实验结果显示，对于一组典型的SELF程序，使用PIC可以实现平均11%的运行速度提升。此外，PIC在收集类型信息方面也有重要作用。它们记录每个调用站点实际使用的接收者类型，这为编译器提供了更丰富的类型信息。利用这些信息，编译器可以在重新编译方法时生成更高效的代码。一个实验性的系统利用这种类型信息，实现了平均27%的速度提升，并将非内联的消息发送数量减少了一半。 PIC的出现打破了动态类型语言编译器因缺乏类型信息而受限的传统观念。它们提供的大量类型信息为编译策略提供了新的可能性，可能会催生出更高效、更智能的优化技术，进一步提升动态语言的执行效率。未来的研究可能会探索如何更有效地利用这些信息，以及如何在其他动态语言中实现类似的优化。