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深度比较Java循环的性能

Java语言中,常用的循环语句有4种。这些循环是编写Java代码必然会涉及到的控制流语句,片段代码如下。

1. For each 语句

这个循环式在Java5中引进的,优点是很简洁。

[java] view plaincopyprint?

  1. private List<Integer> list = new ArrayList<>();
  2. for(Integer i : list){
  3.     // 业务逻辑
  4. }

2. 使用list.size()作为状态

 

[java] view plaincopyprint?

  1. private List<Integer> list = new ArrayList<>();
  2. for(int j = 0; j < list.size() ; j++){
  3.     //业务逻辑
  4. }

3. 初始化本地变量size

 

 

[java] view plaincopyprint?

  1. private List<Integer> list = new ArrayList<>();
  2. int size  =  list.size()
  3. for(int j = 0; j < list.size() ; j++){
  4.     //
  5. }

4. 初始化计时器的值

[java] view plaincopyprint?

  1. private List<Integer> list = new ArrayList<>();
  2. for(int j = list.size(); j > size ; j--){
  3.     //<span style="font-family: 'Segoe UI', 'Lucida Grande', Verdana, Arial;">业务逻辑</span>
  4. }

 

比较这4种方式的性能,请看下面的程序。

[java] view plaincopyprint?

  1. public class LoopPerformance {
  2.     private static List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(1000000);
  3.     static {
  4.         for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
  5.             list.add(i);
  6.         }
  7.     }
  8.     public void testLoopPerformance(){
  9.         long startTime;
  10.         long endTime;
  11.         //style 1
  12.         startTime = System.nanoTime();
  13.         for (Integer i : list) {
  14.             //
  15.         }
  16.         endTime = System.nanoTime();
  17.         System.out.println("For each loop :: " + (endTime - startTime) + " ms");
  18.         //style 2
  19.         startTime = System.nanoTime();
  20.         for (int j = 0; j < list.size(); j++) {
  21.             //
  22.         }
  23.         endTime = System.nanoTime();
  24.         System.out.println("Using collection.size() :: " + (endTime - startTime) + " ms");
  25.         //style 3
  26.         startTime = System.nanoTime();
  27.         int size = list.size();
  28.         for (int j = 0; j < size; j++) {
  29.             //
  30.         }
  31.         endTime = System.nanoTime();
  32.         System.out.println("Using [int size = list.size(); int j = 0; j < size ; j++] :: " + (endTime - startTime) + " ms");
  33.         //style 4
  34.         startTime = System.nanoTime();
  35.         for (int j = list.size(); j > 0; j--) {
  36.             //System.out.println(j);
  37.         }
  38.         endTime = System.nanoTime();
  39.         System.out.println("Using [int j = list.size(); j > 0 ; j--] :: " + (endTime - startTime) + " ms");
  40.     }
  41.     public static void main(String[] args) {
  42.         new LoopPerformance().testLoopPerformance();
  43.     }
  44. }
输出结果:

For each loop :: 48459306 ms
Using collection.size() :: 13065838 ms
Using [int size = list.size(); int j = 0; j < size ; j++] :: 12495 ms
Using [int j = list.size(); j > 0 ; j--] :: 9371 ms

       显然,style 1 时间消耗最大,随后是style2。而style 3 和tyle 4的性能差别不大,可以考虑这两者是一样的。为什么会有这样的结果呢?
style 3 和style 4它们都采用了collection集合的初始值,然后,在循环中用到。唯一的区别在于使用上,一个是作为状态比较,而另一个则作为变量的初始值。style 2使用size()作为循环判断的标准,每次作比较的时,它都会被调用一次。尽管JVM优化了内联调用以及其他优化,但是,多为大量的调用,必然会花费不必要的时间。需要知道,这样编码,在机器上执行的代码语句(字节码)更多。style 4 是最花费性能的,原因是它内部使用循环的迭代iterator 形式。创建interator和调用interator.get() 上花费很多的时间。

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