说下机器环境
system_info.png
- 机器是win10系统，4核处理器
- java版本是：
java version "1.8.0_121"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_121-b13)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.121-b13, mixed mode)
写个用例测试
在一个main方法里启动两个线程循环，然后计算时间
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
int count = 500000000; // 数组大小
int arr[] = new int[count];
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
}
System.out.println("直接计算长度-time1 = " + (System.currentTimeMillis() - start));
}
});
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {
}
System.out.println("一次计算长度-time2 = " + (System.currentTimeMillis() - start));
}
});
t1.start();
t2.start();
t1.join();
t2.join();
}
多次计算后可以看到的结果是：一次计算数组长度的时间均优于直接计算数组长度的时间
即：time2<=time1
一次计算长度-time2 = 2
直接计算长度-time1 = 3
- 由此简单得出，通过中间变量一次性计算循环长度优于每次循环都去计算数组长度
在for循环中，为什么每次都要去计算数组长度，编译器不会优化吗？
因为时间差别并不是很大，每次也就0~3毫秒的影响，是不是机器差别影响的呢？
前面列举出机器cpu数量，只启动了两个线程去运行，几乎是并行的，可以排除机器差别。
- 还不放心，我们反编译看一下编译过程
javap字节码分析
为了编译过期尽量清晰，我们最简化程序
- 1.程序1-for中直接计算数组长度
package com.maxbin.swap;
public class For1 {
public static void main(String[] args) {
int arr[] = new int[1000000];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
}
}
}
- 2.程序2-for中使用中间变量一次计算数组长度
package com.maxbin.swap;
public class For2 {
public static void main(String[] args) {
int arr[] = new int[1000000];
for (int i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {
}
}
}
- javac 编译源码
javac -encoding utf-8 For1.java
javac -encoding utf-8 For2.java
目录下会生成对应的clss字节码文件
-
javap 查看字节码
-
程序1-for中直接计算数组长度的字节码
F:\tmp\clazz>javap -c For1.class
Compiled from "For1.java"
public class com.maxbin.swap.For1 {
public com.maxbin.swap.For1();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: ldc #2 // int 1000000
2: newarray int
4: astore_1
5: iconst_0
6: istore_2
7: iload_2
8: aload_1
9: arraylength
10: if_icmpge 19
13: iinc 2, 1
16: goto 7
19: return
}
- 程序2-for中使用中间变量一次计算数组长度的字节码
F:\tmp\clazz>javap -c For2.class
Compiled from "For2.java"
public class com.maxbin.swap.For2 {
public com.maxbin.swap.For2();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: ldc #2 // int 1000000
2: newarray int
4: astore_1
5: iconst_0
6: istore_2
7: aload_1
8: arraylength
9: istore_3
10: iload_2
11: iload_3
12: if_icmpge 21
15: iinc 2, 1
18: goto 10
21: return
}
字节码是使用汇编语言，虽然程序2的汇编源码长度长于程序1，但是往下看：
-
程序1
10行：if_icmpge（如果一个int类型值大于或者等于另外一个int类型值，则跳转）判断条件，成立则跳转19行return；否则往下走，看13行；
13行：iinc（把一个常量值加到一个int类型的局部变量上逻辑运算）对应 i++ 操作；
16行：goto跳转到第7行；
7行：从局部变量2中装载int类型值；
8行：从局部变量1中装载引用类型值
9行：获取数组长度
由此，可以看出每一次循环中都会去获取一次数组长度 -
程序2
程序2直接看18行的goto语句，跳转到10；
在第8行即获取了数组长度，然后在10-18行的循环中并未出现“arraylength”指令获取数组长度
- 分析字节码可以了解程序的具体执行指令
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