在我們編程的過程中經常會遇到這樣的問題。
for?(int?i=0;i<n;i++)
{
????String?str?=?//
}
String?str?=?null;
for(int?i=0;i<n;i++){
????str?=?//
}
在印象中一直認為方法二的性能好于方法一，但是差距應該很小。但因為一位別人的回文說方法一極大的影響了性能，所以想寫個例子證明一下相差很小。例子如下：
public?class?TestOt?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????long?n=1000000000;
????????long?start?=?System.currentTimeMillis();
????????test2(n);
????????long?end?=?System.currentTimeMillis();
????????System.out.println(end-start);
????}
????public?static?void?test1(long?n){
????????for?(int?i=0;i<n;i++){
????????????String?str?=?"";
????????}
????}
????public?static?void?test2(long?n){
????????String?str?=?null;
????????for?(int?i=0;i<n;i++){
????????????str?=?"";
????????}
????}
} 測試的結果是當n=10億次的時候差距是1秒，所以說差距應該是很小的，符合我原始的記憶，但是另一個問題來了，測試的結果是
方法一：3300毫秒左右
方法二：4300毫秒左右
結果剛好相反，于是更改方法
public?class?TestOt?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????long?n=1000000000;
????????long?start?=?System.currentTimeMillis();
????????test1(n);
????????long?end?=?System.currentTimeMillis();
????????System.out.println(end-start);
????}
????public?static?void?test1(long?n){
????????for?(int?i=0;i<n;i++){
????????????String?str?=?null;
????????}
????}
????public?static?void?test2(long?n){
????????String?str?=?null;
????????for?(int?i=0;i<n;i++){
????????}
????}
}
結果依舊。
沒辦法，取得字節碼，對比
public?class?TestOt?extends?java.lang.Object{
public?TestOt();
??Code:
???0:???aload_0
???1:???invokespecial???#8;?//Method?java/lang/Object."<init>":()V
???4:???return
public?static?void?test1(int);
??Code:
???0:???iconst_0
???1:???istore_1
???2:???goto????10???
???5:???aconst_null
???6:???astore_2
???7:???iinc????1,?1
???10:??iload_1???
???11:??iload_0
???12:??if_icmplt???????5
???15:??return
public?static?void?test2(int);
??Code:
???0:???aconst_null
???1:???astore_1
???2:???iconst_0
???3:???istore_2
???4:???goto????10???
???7:???iinc????2,?1
???10:??iload_2???
???11:??iload_0??
???12:??if_icmplt???????7
???15:??return
} 結果是感覺還是應該是方法二快，那為什么反而方法一快了1秒左右呢？
不得而知，現在我個人猜測的想法是可能有兩種情況：
1,JLS的底層定義決定的，有什么特殊的優化？
2,因為方法二比方法一雖然少了在循環中的部分，但是引用的聲明周期反而是更長了，是否因為引用存在造成了方法二的棧操作消耗了大部分時間？
猜想一有待于JLS文檔的查閱，我會在有空的時候查詢，猜想二正在想辦法證明。
看文章的朋友，如果誰了解麻煩指點一下，是我的測試方法寫的有問題，還是別的原因，謝謝。
最后：問題已經基本了解了原因，見回復中的討論，謝謝--daydream 的幫忙。
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 03:29
最開始的測試是在Eclipse中測試的，怕是eclipse的問題，在控制臺下也做了測試，雖然得到的數字有微小偏差，但依然是方法一比方法二快1秒左右。問題繼續。。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 06:10
據說是因為局部變量放在堆棧中的原因。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 09:26
在我的機器上測試，兩者可以看作是一樣快的。對每一個方法運行多次，結果也會稍有偏差，第一個方法：3375（次數比較多）、3390。
第二個方法：3375（次數比較多）、3390、3391、3406。
對于下面2段代碼來說：
for (int i=0;i<n;i++){
String str = //
}
String str = null;
for(int i=0;i<n;i++){
str = //
}
區別只是str變量的作用域不同－－－意味著：代碼1的str變量的偏移位置在出了循環的作用域以后，可以被分配給下一個出現的局部變量，而代碼2str的位置會一直占有，直到方法結束。
之所以，有人感覺代碼2快，我想是一種錯覺吧，就是以為代碼1會在循環中重復聲明變量str－－實際上不是這樣。
另外，JLS是什么東東？??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題）[未登錄] 2007-02-11 10:32
to:JonneyQuest
詳細說說？
??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題）[未登錄] 2007-02-11 10:36
to:daydream
你怎么運行的，不是兩個一塊調用的吧，如果是用循環多次調用求平均值，活著兩個一塊調用是不準的。如果你是循環調用，活著同時調用，你可以把兩個函數的調用順序換一下，會有較大的差距。
JLS=The Java Language Specification
講述的是Java語言的特性，很多東西C++和Java是不同的，JLS中有描述。例如lazyloading的單態在Java中是不可實現的，這個就因為Java的優化造成的，通過JLS可以查到。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 12:40
沒有，我是分開運行的，直接運行你的代碼。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 13:55
這里問題大了。創建對象第一忌：不要在循環體中創建對象。這種做法會在內存中保存N份這個對象的引用會浪費大量的內存空間（雖說內存便宜，可以進行硬件升級），同時JVM的GC機制會因為這些無謂的對象做大量的回收工作，系統不慢都不行呀
.........................................................................................
很簡單的一個道理，你用String對象根本看不出效果。如果你換成個自定義對象或者圖形對象呢？你的第一種做法會在堆內存中生成大量的垃圾對象，這些對象首先占用內存，二則在對于速度的影響上它不會馬上體現出來（畢竟在內存夠用的情況下無法體現），一旦堆內存中的eden area滿了，GC機制開始起作用了那么你就會覺得你的程序速度狂降。。。。
所以說，第二種做法才是王道！
呵呵，剛剛寫了一篇關于java優化編程的文字，希望可以提供幫助
http://www.aygfsteel.com/sinoly/archive/2007/02/11/99205.html??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 14:05
相對而言，性能的影響并不只是這段代碼的執行速度。需要考慮在JVM種它的處理方式，以及這種方式對資源占用的情況。很多性能問題都是在日積月累中體現的。只是丂一條語句所謂的執行速度來判斷效率，個人感覺很不合理??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 17:05
to sinoly ：
“創建對象第一忌：不要在循環體中創建對象。這種做法會在內存中保存N份這個對象的引用會浪費大量的內存空間”
這是誤解。完全沒有在內存中保存N份對象的引用，循環體內聲明的對象也只是在java棧中占據一個位置。
反而在循環體內聲明的對象因為其作用域只是在循環體內，更節約內存（雖然微乎其微）。
??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題）[未登錄] 2007-02-11 17:06
to:sinoly
我在平時寫代碼的時候也不是在循環體內創建，但是記憶中差別不大。
對于你的說法，
1,String看不出效果，自定義對象和圖形對象能有效果？
在印象中無論是什么，這里保留的都是一個引用，應該是一樣大的。所以應該沒有對象和圖形的差別。而且第一種做法不會產生垃圾對象，只會出現大量的引用。一個引用占用的內存是很小的，不會是大量的。但是如果循環次數很多，也是可觀的，所以我平時也是寫在循環體之外。
2,如果寫在外邊，其實并不一定就快，因為在里邊寫的話過了循環體就過了它的有效范圍，可以被回收了，雖然并不一定立即回收，但如果第二種寫法對象則不能回收。恰恰相反，如果對象很大，例如圖形控件，活著保存大量數據的Bean，這個時候這個對象要到函數結束才會被回收，如果函數體很長，活著函數的執行時間很長，那么這個才是更消耗內存的。所以說哪種寫法要看情況而定。
3,如何判定一個程序的好壞？這個是個綜合問題，要考慮很多因素，但是在印象種無論如何方法二應該是比方法一快的，結果剛好相反，開啟這個帖子主要是為了這個問題。就是為什么會這樣？而不是討論哪個方法更好。
??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 17:17
java字節碼中，對于每一個方法都有一個max_locals屬性，指出方法的局部變量所需要的存儲空間（以字為單位）。
對于一樓的例子，如果把
String str = //
移到循環體外，則max_locals會比在循環體內更大。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題）[未登錄] 2007-02-11 17:35
to:sinoly
看了你寫的關于對象創建的問題，我們說的不是一個問題啊。
你的問題是：在循環體種創建相同的對象，就是作用一樣的對象，這個當然是浪費內存了。這種問題不需要再討論。
我的問題是這樣的，并不再創建對象上，例如，如下問題，從List種取出對象，可以有兩種寫法，
List<Object> list= //...一個已經存在的List
方法一
for(int i=0;i<list.size();i++){
Object obj = list.get(i);
}
方法二
Object obj= null;
for(int i=0;i<list.size();i++){
obj= list.get(i);
}
這個里邊根本沒有創建對象的問題，有的問題是方法一會多很多引用，方法二會讓一個引用保存期很長，同時對象有效期也變的很長。（其實你的性能優化的文章種應該指出這個問題的。）
另外提示一下，對于我第一個例子中寫的：
for (int i=0;i<n;i++){
String str = "";
}
在這個函數中只會創建一個對象，因為String是非可變對象，虛擬機會自動重用，這個你可以參照一下JLS中的解釋。只有這種情況才是浪費
for (int i=0;i<n;i++){
String str = new String("");
}
最后感謝你參與，另外提一點建議：
1,回文或者寫文章前應該先確認一下自己的觀點是否是對的，最好給出證明，雖然確認了也不能保證一定是對的，但是至少做過了，這是一種態度。我也是一直這么要求自己，無論多么簡單的問題，都給出一個思考的過程，因為這樣對看文章的人有幫助。例如你上邊說到的，如果是自定義對象活著圖形對象的觀點，剛好是錯誤的證明，你可以這樣試試。虛擬機內存設置64M，如果你在List中取出一個60M的對象，然后在循環之后再new一個10M的對象，方法一是可以運行的，雖然說慢，但方法二就OutOfMemory了。除非你在循環之后設置
變量= null，但這種做法是否更好只得商榷.
最后說明一點，應用開發和底層框架開發其實有很多東西是不同的。如果實際負責過項目就了解的。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 17:41
@daydream
謝謝再次回復，想問一下關于max_locals這個屬性，
1,為什么放到循環體外反而會更大呢？能給簡單講一下為什么嗎？活著給一個能查到原因的方向。
2,另外這個max_locals變大后為什么會影響性能呢？在什么時候會使用到max_locals這個屬性呢？
謝謝
??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 18:40
對下面2個方法，foo1需要的max_locals是4，foo2是5，
foo1需要的4大概是：this變量占1個字、方法參數x占1個字、
第一段循環的時候，變量i占一個字、s1占一個字，第二個循環的時候，i、s1已經超出作用域，所以，變量j、s2占用了和i、s1重疊的空間，所以最多需要4個字就夠了。
foo2方法中s1的作用域直到方法結束，所以需要5個字長度。
max_locals變大后應該不會影響到性能，但是我這兒的意思是說，將局部變量放在循環體內聲明并不會導致性能下降。
void foo1(int x) {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
String s1 = "...";
}
for (int j = 0; j < 1000; j++) {
String s2 = "....";
}
}
void foo2(int x) {
String s1 = "...";
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
// other code.....
}
for (int j = 0; j < 1000; j++) {
String s2 = "....";
}
}
??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 18:44
另外，將局部變量放在循環體內聲明，也不會導致多出來很多引用。
因為，局部變量對應于java棧的偏移是在編譯時就確定的，并不是在運行期動態分配的。循環體內的局部變量對應的是同一個偏移位置。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 18:48
另外，max_locals只是編譯器在編譯時確定，存放在字節碼中，供JVM在運行期調用方法時分配java棧幀大小用的，對于程序員應該沒什么用，因為程序也沒辦法訪問java棧。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 19:07
現在大概明白了max_locals的作用，但是我這測試出的問題還在。不知道為什么第一個方法要比第二個方法快。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 19:10
另外我看你上邊寫的用我的代碼，測試結果是接近的，可我怎么測都是差距一秒啊，你的運行環境 ？
我是xp下，試過eclipse運行，試過直接控制臺用java命令運行。
jdk1.5??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） 2007-02-11 19:37
運行你的第二段測試代碼：
先運行test1共5次，結果：3406、3453、3391、3453、3391
然后把代碼改成test2，運行5次，結果：
3406、3406、3406、3437、3391
運行環境：XP、512M內存、Eclipse3.2下，JDK6.0，沒有加啟動參數，默認最大內存好像是64M。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題）[未登錄] 2007-02-12 06:00
郁悶了，我的兩臺電腦，測試的結果都是穩定的差不到1秒
xp sp2 eclipse3.2.1 jdk1.5 啟動參數也沒加，最大內存開始是512,后來改成256和64都試了。
結果test1:2938 2953 2954 2954 2969
test2:3797 3797 3781 4000 3797 3797
我今天再找別人試一下，看看什么情況。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題）[未登錄] 2007-02-12 09:56
又找了幾個同事幫忙測試了一下，果然，有的差距是100毫秒，有的200，有的基本沒差距。我公司的電腦差距是200，也就是說我家里的測試不準確，真實不可思議，我在家測了很多次，都穩定在差距1000毫秒，呵呵。不過問題總算解決了。
另外經過測試發現在這個問題上,amd的cpu比intel的快，單核的比雙核的快。。有意思。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） (問題結束)[未登錄] 2007-02-12 18:13
注意jdk版本，一些基本的東西隨著JDK不斷的更新，都會有改變。對JAVA沒什么好印象！??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） (問題結束) 2007-02-12 19:15
有些是跟版本有關的，這個跟版本沒關系，呵呵。
為什么對java印象不好呢，每個語言都有它的好處和壞處。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） (問題結束) 2007-02-12 20:10
剛才又做了個測試，一個很有意思的結果:使用ibm的ibm_sdk50測試結果剛好相反，執行10億次，方法二比方法一快了200毫秒。挺有意思。
不過結論是一樣的，就是兩種方法性能差別很小，但方法二讓對象的有效期變長了，如果是大對象（例如圖形對象，數據bean對象）則不好，所以一般情況下應選擇方法一的寫法。或者方法二的寫法加上手動清空釋放對象。??回復??更多評論??
#?re: 開啟一個新的問題（關于聲明變量的性能問題） (問題結束)2007-02-13 09:02
牛啊！
俺可很少關注到這一層。俺通常來說會用第一種的。可以省下俺4300ms寫代碼的時間。??回復??更多評論??