尽可能使用堆栈变量
2004-08-26 21:47
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如果您频繁存取变量,就需要考虑从何处存取这些变量。变量是 static 变量,还是堆栈变量,或者是类的实例变量?变量的存储位置对存取它的代码的性能有明显的影响?例如,请考虑下面这段代码:
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 stackAccess 使一个局部堆栈变量递增,instanceAccess 使类的一个实例变量递增,而 staticAccess 使类的一个 static 变量递增。
instanceAccess 和 staticAccess 的执行时间基本相同。但是,stackAccess 要快两到三倍。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。请看一下为这三个方法生成的字节码:
查看字节码揭示了堆栈变量效率更高的原因。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。
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。请考虑修改后的代码:
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,instanceAccess 和 staticAccess 的执行速度只比 stackAccess 的执行速度慢大约 4%。
这并不表示您应该避免使用 static 变量或实例变量。您应该使用对您的设计有意义的存储机制。例如,如果您在一个循环中存取 static 变量或实例变量,则您可以临时将它们存储在一个局部堆栈变量中,这样就可以明显地提高代码的性能。这将提供最高效的字节码指令序列供 JVM 执行。
instanceAccess 和 staticAccess 的执行时间基本相同。但是,stackAccess 要快两到三倍。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。请看一下为这三个方法生成的字节码:
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。
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。请考虑修改后的代码:
这并不表示您应该避免使用 static 变量或实例变量。您应该使用对您的设计有意义的存储机制。例如,如果您在一个循环中存取 static 变量或实例变量,则您可以临时将它们存储在一个局部堆栈变量中,这样就可以明显地提高代码的性能。这将提供最高效的字节码指令序列供 JVM 执行。
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