用stack变量优化Java代码
- 发布于:2024-01-26
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我们写一个Java类,在其内部方法中定义的局部变量或对象是存储在stack(堆栈)中的,且JVM是一种stack-based的,因此访问和操纵stack中的数据时性能最佳。而Java类的instance变量(这个类的field)和static变量是在constant pool(常量池)中存储和得到访问的。constant pool中保存了所有的符号引用(symbolic references),指向所有型别(types)、值域(field),以及每个型别所使用的所有函数(mothods)。访问instance和static变量时,由于它们存放于constant pool中,所以JVM需要使用更多更耗时的操作码(分析程序生成的bytecode可以看出来)来访问它们。
下面给出一段代码示例,对比后说明怎么尽可能地使用stack变量:
package test;
public class StackVars {
private int x; // instance变量
private static int staticX; //static 变量
public void stackAccess(int val) { //访问和操作stack变量j
int j = 0;
for (int i = 0; i < val; i++) {
j += 1;
}
}
public void instanceAccess(int val) {//访问和操作instance变量x
for (int i = 0; i < val; i++) {
x += 1;
}
}
public void staticAccess(int val) {//访问和操作static变量staticX
for (int i = 0; i < val; i++) {
staticX += 1;
}
}
}
经测试,发现运行instanceAccess()和staticAccess()方法的时间大约相同,但却比运行stackAccess()方法慢了2~3倍。因此我们对instanceAccess()、staticAccess()两个方法的代码作以下调整,以得到更快的性能:
public void instanceAccess(int val) {//访问和操作instance变量x
int tempX=x;
for (int i = 0; i < val; i++) {
tempX += 1;
}
x=tempX;
}
public void staticAccess(int val) {//访问和操作static变量staticX
int tempStaticX=staticX;
for (int i = 0; i < val; i++) {
tempStaticX += 1;
}
staticX=tempStaticX;
}
改善之处就是将instance和static变量放到循环之外,而用一个stack变量来完成多次局部运算,最后再将这个stack变量的值传回instance或static变量,从而提高了代码的性能。