建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
優(yōu)化Java中的多態(tài)代碼
創(chuàng)新互聯(lián)公司專注于企業(yè)成都全網(wǎng)營銷推廣、網(wǎng)站重做改版、江州網(wǎng)站定制設(shè)計(jì)、自適應(yīng)品牌網(wǎng)站建設(shè)、H5頁面制作、商城網(wǎng)站建設(shè)、集團(tuán)公司官網(wǎng)建設(shè)、成都外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè)、高端網(wǎng)站制作、響應(yīng)式網(wǎng)頁設(shè)計(jì)等建站業(yè)務(wù)，價(jià)格優(yōu)惠性價(jià)比高，為江州等各大城市提供網(wǎng)站開發(fā)制作服務(wù)。
Oracle的Java是一個(gè)門快速的語言，有時(shí)候它可以和C++一樣快。編寫Java代碼時(shí)，我們通常使用接口、繼承或者包裝類（wrapper class）來實(shí)現(xiàn)多態(tài)，使軟件更加靈活。不幸的是，多態(tài)會引入更多的調(diào)用，讓Java的性能變得糟糕。部分問題是，Java不建議使用完全的內(nèi)聯(lián)代碼，即使它是非常安全的。（這個(gè)問題可能會在***的Java版本里得到緩解，請看文章后面的更新部分）
考慮下這種情況，我們要用接口抽象出一個(gè)整型數(shù)組：
- public interface Array {
- public int get(int i);
- public void set(int i, int x);
- public int size();
- }
你為什么要這樣做？可能是因?yàn)槟愕臄?shù)據(jù)是保存在數(shù)據(jù)庫里、網(wǎng)絡(luò)上、磁盤上或者在其他的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里。你想一次編碼后就不用關(guān)心數(shù)組的具體實(shí)現(xiàn)。
編寫一個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)Java數(shù)組一樣高效率的類并不難，不同之處在于它實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口：
- public final class NaiveArray implements Array {
- protected int[] array;
- public NaiveArray(int cap) {
- array = new int[cap];
- }
- public int get(int i) {
- return array[i];
- }
- public void set(int i, int x) {
- array[i] = x;
- }
- public int size() {
- return array.length;
- }
- }
至少在理論上，NaiveArray類不會出現(xiàn)任何的性能問題。這個(gè)類是final的，所有的方法都很簡短。
不幸的是，在一個(gè)簡單的benchmark類里，當(dāng)使用NavieArray作為數(shù)組實(shí)例時(shí)，你會發(fā)現(xiàn)NavieArray比標(biāo)準(zhǔn)數(shù)組慢5倍以上。就像這個(gè)例子：
- public int compute() {
- for(int k = 0; k < array.size(); ++k)
- array.set(k,k);
- int sum = 0;
- for(int k = 0; k < array.size(); ++k)
- sum += array.get(k);
- return sum;
- }
你可以通過使用NavieArray作為NavieArray的一個(gè)實(shí)例來稍微減緩性能問題（避免使用多態(tài)）。不幸的是，它依然會慢3倍多。而你僅是放棄了多態(tài)的好處。
那么，強(qiáng)制使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)調(diào)用會怎樣?
一個(gè)可行的解決方法是手動(dòng)實(shí)現(xiàn)內(nèi)聯(lián)函數(shù)。你可以使用 instanceof 關(guān)鍵字來提供優(yōu)化實(shí)現(xiàn)，否則你只會得到一個(gè)普通（更慢）的實(shí)現(xiàn)。例如，如果你使用下面的代碼，NavieArray就會變得和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)組一樣快：
- public int compute() {
- if(array instanceof NaiveArray) {
- int[] back = ((NaiveArray) array).array;
- for(int k = 0; k < back.length; ++k)
- back[k] = k;
- int sum = 0;
- for(int k = 0; k < back.length; ++k)
- sum += back[k];
- return sum;
- }
- //...
- }
當(dāng)然，我也會介紹一個(gè)維護(hù)問題作為需要實(shí)現(xiàn)不止一次的同類算法…… 當(dāng)出現(xiàn)性能問題時(shí)，這是一個(gè)可接受的替代。
和往常一樣，我的benchmarking代碼可以在網(wǎng)上獲取到。
總結(jié)
- 一些Java版本可能不完全支持頻繁的內(nèi)聯(lián)函數(shù)調(diào)用，即使它可以并且應(yīng)該支持。這會造成嚴(yán)重的性能問題。
- 把類聲明為 final 看起來不會緩解性能問題。
- 對于消耗大的函數(shù)，可行的解決方法是自己手動(dòng)優(yōu)化多態(tài)和實(shí)現(xiàn)內(nèi)聯(lián)函數(shù)調(diào)用。使用 instanceof 關(guān)鍵字，你可以為一些特定的類編寫代碼并且（因此）保留多態(tài)的靈活性。
更新
Erich Schubert使用 double 數(shù)組運(yùn)行簡單的benchmark類發(fā)現(xiàn)他的運(yùn)行結(jié)果與我的結(jié)果相矛盾，而且我們的變量實(shí)現(xiàn)都是一樣的。我通過更新到***版本的OpenJDK證明了他的結(jié)果。下面的表格給出了處理10百萬整數(shù)需要的納秒時(shí)間：
| Function | Oracle JDK 8u11 | OpenJDK 1.8.0_40 | OpenJDK 1.7.0_65 |
|---|---|---|---|
| straight arrays | 0.92 | 0.71 | 0.87 |
| with interface | 5.9 | 0.70 | 6.3 |
| with manual inlining | 0.98 | 0.71 | 0.93 |
正如我們看到的，***版本的OpenJDK十分智能，并且消除了多態(tài)的性能開銷（1.8.0_40)。如果你足夠幸運(yùn)地在使用這個(gè)JDK，你不需要擔(dān)心這 篇文章所說的性能問題。但是，這個(gè)總體思想依然值得應(yīng)用在更復(fù)雜的場景里。例如，JDK優(yōu)化可能依然達(dá)不到你期待的性能要求。
原文鏈接： lemire 翻譯： ImportNew.com - 進(jìn)林
譯文鏈接： http://www.importnew.com/14393.html
網(wǎng)頁標(biāo)題：優(yōu)化Java中的多態(tài)代碼走進(jìn)新版OpenJDK
文章轉(zhuǎn)載：http://www.5511xx.com/article/cohcdii.html
