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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
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