问题 现代for循环的原始数组


原始数组上的for循环之间是否有任何性能差异?

承担:

double[] doubleArray = new double[300000];


for (double var: doubleArray) 
   someComplexCalculation(var);

要么 :

for ( int i = 0, y = doubleArray.length; i < y; i++)
   someComplexCalculation(doubleArray[i]);

测试结果

我实际上描述了它:

Total timeused for modern loop= 13269ms
Total timeused for old loop   = 15370ms

所以现代循环实际上运行得更快,至少在我的Mac OSX JVM 1.5上。


12860
2017-11-05 20:38


起源

占用了多少内存。 80GB? - JesperE
实际上,当我写这篇文章时,我并没有想到......但是,是的。 80GB - Dan
实际上,它不会编译因为10000000000不是int。 - Dave L.
+1用于自行分析。 - Aaron Digulla
可能重复 for循环和for循环之间是否存在性能差异? - Aaron Digulla


答案:


您手写的“旧”表单执行的指令较少,并且可能更快,尽管您必须在给定的JIT编译器下对其进行概要分析才能确定。绝对是“新”的形式  更快。

如果你看一下反汇编的代码(由Sun的JDK 1.5编译),你会发现“new”形式等同于以下代码:

1: double[] tmp = doubleArray;
2: for (int i = 0, y = tmp.length; i < y; i++) {
3:   double var = tmp[i];
4:   someComplexCalculation(var);
5: }

因此,您可以看到使用了更多局部变量。分配 doubleArray 至 tmp 在第1行是“额外的”,但它不会在循环中出现,并且可能无法测量。转让给 var 在第3行也是额外的。如果性能有差异,这将是负责任的。

第1行可能看起来没必要,但如果在进入循环之前通过方法计算数组,则缓存结果的是样板。

也就是说,我会使用新表单,除非你需要对索引变量做一些事情。 JIT编译器在运行时可能会优化任何性能差异,并且新表单更加清晰。如果您继续“手动”执行此操作,您可能会错过未来的优化。通常,一个好的编译器可以很好地优化“愚蠢”的代码,但偶然发现“智能”代码。


4
2017-11-05 21:17





我的意见是你不知道也不应该猜。这些天试图超越编译器是徒劳的。

有时人们学会了“模式”似乎优化了一些操作,但在下一版本的Java中,这些模式实际上更慢。

始终尽可能清楚地写出来并且不要担心优化,直到你手上有一些用户规范并且无法满足某些要求,甚至在测试之前和之后要非常小心地运行以确保你的“修复”实际上改进了它足以使该要求通过。

编译器可以做一些令人惊奇的事情,这些事情真的会让你失望,即使你做了一些迭代超过一个大范围的测试,如果你有一个较小的范围或改变循环内部发生的事情,它可能会完全不同。

及时编译意味着它偶尔可以胜过C,并且在某些情况下它没有理由不能胜过静态汇编语言(汇编不能事先确定不需要调用,Java有时可以做到这一点。

总结一下:你可以在代码中加入的最大价值就是把它写成可读的。


5
2017-11-05 21:05



我补充说,如果他不知道也不应该猜,他可能还会 问或者看。这并不能说明智能编译器是脆弱的,也就是说要做的事情,因为下一次更新的行为可能会有所不同。但这并不意味着他不应该涉及任何事情。如果他为了稳定的优化而不应该进入java的这些深度,那可能是因为java创建者意味着他只引用了 java语言规范例如,相反。 - n611x007


为什么不亲自测量?

这听起来有点刺耳,但这种问题很容易验证自己。

只需创建数组并执行每个循环1000次或更多次,并测量时间量。重复几次以消除毛刺。


2
2017-11-05 20:39





没有区别。 Java会将增强型转换为正常的for循环。增强版只是一种“语法糖”。两个循环生成的字节码相同。


1
2017-11-05 20:45



这个答案是不正确的。编译这两个示例并检查生成的字节代码。你会看到代码是不同的,正如我在答案中解释的那样。 - erickson


即使在我之前的回答之后,我对你的问题也很好奇。所以我决定自己检查一下。我写了这段小代码(请忽略关于检查数字是否为素数的数学正确性;-)):

public class TestEnhancedFor {

    public static void main(String args[]){
        new TestEnhancedFor();
    }

    public TestEnhancedFor(){
        int numberOfItems = 100000;
        double[] items = getArrayOfItems(numberOfItems);
        int repetitions = 0;
        long start, end;

        do {
            start = System.currentTimeMillis();
            doNormalFor(items);
            end = System.currentTimeMillis();
            System.out.printf("Normal For. Repetition %d: %d\n", 
                    repetitions, end-start);

            start = System.currentTimeMillis();
            doEnhancedFor(items);
            end = System.currentTimeMillis();
            System.out.printf("Enhanced For. Repetition %d: %d\n\n", 
                    repetitions, end-start);

        } while (++repetitions < 5);
    }

    private double[] getArrayOfItems(int numberOfItems){
        double[] items = new double[numberOfItems];
        for (int i=0; i < numberOfItems; i++)
            items[i] = i;
        return items;
    }

    private void doSomeComplexCalculation(double item){
        // check if item is prime number
        for (int i = 3; i < item / 2; i+=2){
            if ((item / i) == (int) (item / i)) break;
        }
    }

    private void doNormalFor(double[] items){
        for (int i = 0; i < items.length; i++)
            doSomeComplexCalculation(items[i]);
    }

    private void doEnhancedFor(double[] items){
        for (double item : items)
            doSomeComplexCalculation(item);
    }

}

运行应用程序给了我以下结果:

正常的。重复0:5594   增强功能。重复0:5594

正常的。重复1:5531   增强功能。重复1:5547

正常的。重复2:5532   增强功能。重复2:5578

正常的。重复3:5531   增强功能。重复3:5531

正常的。重复4:5547   增强功能。重复4:5532

我们可以看到,结果之间的差异非常小,有时正常循环运行得更快,有时增强循环更快。由于我的电脑中还有其他应用程序打开,我觉得这很正常。此外,只有第一次执行比其他执行慢 - 我相信这与JIT优化有关。

正常循环的平均时间(不包括第一次重复)为5535,25ms,增强循环的平均时间为5547ms。但是我们可以看到两个循环的最佳运行时间是相同的(5531ms),所以我认为我们可以得出两个循环具有相同性能的结论 - 并且经过的时间变化是由于其他应用程序(甚至机器的OS)。


1
2017-11-06 16:20



有趣的结果!正如我所料,JIT似乎已经优化了编译字节代码中的细微差别。 - erickson