临时变量提高Java代码性能

Java程序类中可以存在多种形式的变量，Java类一般有种变量：成员变量、静态变量、临时变量。本文将介绍这三种变量的存取效率。

1、测试

下面作个实验，看下面代码。

class CheckVars {

 

    private int instVar;// 成员变量

 

    private static int staticVar; // 静态变量

 

 

    // 存取类方法中的临时变量

 

    void tempAccess(int val) {

 

       int j = 0;// 临时变量

 

       long startTime = System.currentTimeMillis();

 

       for (int i = 0; i < val; i++)

 

           j += 1;

 

       long endTime = System.currentTimeMillis();

 

       System.out.println("temp var: " + (endTime - startTime) + " milli seconds");

 

    }

 

 

    // 存取类的成员变量

 

    void instanceAccess(int val) {

 

       long startTime = System.currentTimeMillis();

 

       for (int i = 0; i < val; i++)

 

           instVar += 1;

 

       long endTime = System.currentTimeMillis();

 

       System.out.println("instance var: " + (endTime - startTime) + " milli seconds");

 

    }

 

 

    // 存取类的 static 变量

 

    void staticAccess(int val) {

 

       long startTime = System.currentTimeMillis();

 

       for (int i = 0; i < val; i++)

 

           staticVar += 1;

 

       long endTime = System.currentTimeMillis();

 

       System.out.println("static var: " + (endTime - startTime) + " milli seconds");

 

    }

 

   

 

    public static void main(String[] args){

 

       CheckVars test=new CheckVars();

 

       test.tempAccess(200000000);

 

       test.instanceAccess(200000000);

 

       test.staticAccess(200000000);

 

    }

 

}

结果：

temp var: 350 milli seconds iE8itug
instance var: 821 milli secondsiE8itug
static var: 852 milli seconds

 

这段代码中的每个方法都执行相同的循环，并反复相同的次数。唯一的不同是每个循环使一个不同类型的变量递增。方法tempAccess 使一个局部堆栈变量递增，instanceAccess 使类的一个成员实例变量递增，而staticAccess 使类的一个static 变量递增。

从结果中可以发现，instanceAccess 和staticAccess 的执行时间基本相同。但是，tempAccess 要快两到三倍。

2、JVM存取变量机制

存取堆栈变量如此快是因为JVM 存取堆栈变量比它存取static 变量或类的实例变量执行的操作少。JVM 是一种基于堆栈的虚拟机，因此优化了对堆栈数据的存取和处理。所有局部变量都存储在一个局部变量表中，在Java 操作数堆栈中进行处理，并可被高效地存取。

存取static变量和实例变量成本更高，因为JVM 必须使用代价更高的操作码，并从常数存储池中存取它们。（常数存储池保存一个类型所使用的所有类型、字段和方法的符号引用。）通常，在第一次从常数存储池中访问static 变量或实例变量以后，JVM 将动态更改字节码以使用效率更高的操作码。尽管有这种优化，堆栈变量的存取仍然更快。

3、优化代码

考虑到这些事实，就可以重新构建前面的代码，以便通过存取堆栈变量而不是实例变量或static 变量使操作更高效。

public class CheckVarsAdv {

 

    private int instVar;

 

    private static int staticVar;

 

 

    void tempAccess(int val) {

 

       int j = 0;

 

       long startTime = System.currentTimeMillis();

 

       for (int i = 0; i < val; i++)

 

           j += 1;

 

       long endTime = System.currentTimeMillis();

 

       System.out.println("temp var: " + (endTime - startTime) + " milli seconds");

 

    }

 

 

    void instanceAccess(int val) {

 

       int j = instVar;

 

       long startTime = System.currentTimeMillis();

 

       for (int i = 0; i < val; i++)

 

           j += 1;

 

       long endTime = System.currentTimeMillis();

 

       System.out.println("instance var: " + (endTime - startTime) + " milli seconds");

 

       instVar = j;

 

    }

 

 

    void staticAccess(int val) {

 

       int j = staticVar;

 

       long startTime = System.currentTimeMillis();

 

       for (int i = 0; i < val; i++)

 

           j += 1;

 

       long endTime = System.currentTimeMillis();

 

       System.out.println("static var: " + (endTime - startTime) + " milli seconds");

 

       staticVar = j;

 

    }

 

   

 

    public static void main(String[] args){

 

       CheckVarsAdv test=new CheckVarsAdv();

 

       test.tempAccess(200000000);

 

       test.instanceAccess(200000000);

 

       test.staticAccess(200000000);

 

    }

 

}

结果：

temp var: 341 milli secondsiE8itug
instance var: 370 milli secondsiE8itug
static var: 361 milli seconds

方法：instanceAccess和 staticAccess 被修改为将它们的实例变量或static 变量复制到局部堆栈变量中。当变量的处理完成以后，其值又被复制回实例变量或static 变量中。这种简单的更改明显提高了instanceAccess 和staticAccess 的性能。这三个方法的执行时间现在基本相同。

 

转载自：http://www.itug.cn/Procedures/Java/20071113/1757.htm

评论

1 楼 elstage 2008-11-26  

倒是有点小意思，不错