快捷導(dǎo)航

Java for循環(huán)性能優(yōu)化實(shí)現(xiàn)解析

更新時(shí)間：2020年01月16日 11:09:18 作者：樓蘭的胡楊

這篇文章主要介紹了Java for循環(huán)性能優(yōu)化實(shí)現(xiàn)解析,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下

完成同樣的功能，用不同的代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，性能上可能會(huì)有比較大的差別，所以對(duì)于一些性能敏感的模塊來(lái)說(shuō)，對(duì)代碼進(jìn)行一定的優(yōu)化還是很有必要的。今天就來(lái)說(shuō)一下java代碼優(yōu)化的事情，今天主要聊一下對(duì)于for（while等同理）循環(huán)的優(yōu)化，它作為三大結(jié)構(gòu)之一的循環(huán)，在我們編寫(xiě)代碼的時(shí)候會(huì)經(jīng)常用到。循環(huán)結(jié)構(gòu)讓我們操作數(shù)組、集合和其他一些有規(guī)律的事物變得更加的方便，但是如果我們?cè)趯?shí)際開(kāi)發(fā)當(dāng)中運(yùn)用不合理，可能會(huì)給程序的性能帶來(lái)很大的影響。所以我們還是需要掌握一些技巧來(lái)優(yōu)化我們的代碼的。

1 嵌套循環(huán)

private static void bigSmall() {
    long stratTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
      for (int j = 0; j < 100; j++) {

      }
    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("外大內(nèi)小耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));
  }

上面是大循環(huán)驅(qū)動(dòng)小循環(huán)，優(yōu)化后改為小循環(huán)驅(qū)動(dòng)大循環(huán)：

private static void smallBig() {
    long stratTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
      for (int j = 0; j < 10000000; j++) {

      }
    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("外小內(nèi)大耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));
  }

兩者耗時(shí)對(duì)比：

外大內(nèi)小耗時(shí)：756859726

外小內(nèi)大耗時(shí)：451345484

由以上對(duì)比可知，優(yōu)化后性能顯著提升。嵌套循環(huán)應(yīng)該遵循“外小內(nèi)大”的原則，這就好比你復(fù)制很多個(gè)小文件和復(fù)制幾個(gè)大文件的區(qū)別。

2 循環(huán)變量的實(shí)例化應(yīng)放在循環(huán)外

在第1節(jié)優(yōu)化后的代碼基礎(chǔ)上，進(jìn)行二次優(yōu)化：

private static void smallBigBetter() {
    long stratTime = System.nanoTime();
    int i, j;
    for (i = 0; i < 100; i++) {
      for (j = 0; j < 10000000; j++) {

      }
    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("外小內(nèi)大并且提取出循環(huán)內(nèi)變量耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));
  }

執(zhí)行結(jié)果：

外小內(nèi)大并且提取出循環(huán)內(nèi)變量耗時(shí)：445302240

雖然優(yōu)化效果并不明顯，但是隨著循環(huán)次數(shù)的增加，耗時(shí)會(huì)越來(lái)越大，優(yōu)化效果則會(huì)越來(lái)越明顯。分析：優(yōu)化前需要實(shí)例化1+i=101次，優(yōu)化后僅僅2次。

3 提取與循環(huán)無(wú)關(guān)的表達(dá)式

private static void calculationInner() {
    int a = 3;
    int b = 7;
    long stratTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
      i = i * a * b;
    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("未提取耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));

  }

優(yōu)化后：

private static void calculationOuter() {
    int a = 3;
    int b = 7;
    int c = a * b;
    long stratTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
      i = i * c;
    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("已提取耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));
  }

代碼中a*b與循環(huán)無(wú)關(guān)，所以應(yīng)該把它放到外面，避免重復(fù)計(jì)算。從理論角度分析，由于減少了計(jì)算次數(shù)，故優(yōu)化后性能會(huì)更高。

4 消除循環(huán)終止判斷時(shí)的方法調(diào)用

stratTime = System.nanoTime(); 
for (int i = 0; i < list.size(); i++) { 
   
} 
endTime = System.nanoTime(); 
System.out.println("未優(yōu)化list耗時(shí)："+(endTime - stratTime));

優(yōu)化后的代碼：

stratTime = System.nanoTime(); 
int size = list.size(); 
for (int i = 0; i < size; i++) { 
   
} 
endTime = System.nanoTime(); 
System.out.println("優(yōu)化list耗時(shí)："+(endTime - stratTime));

每次循環(huán)，list.size()都會(huì)被執(zhí)行一次，這無(wú)疑會(huì)影響程序的性能，所以應(yīng)該將其放到循環(huán)外面，用一個(gè)變量來(lái)緩存其size，不要讓這一點(diǎn)點(diǎn)代碼而消耗我們這么多性能。

5 異常捕獲

在內(nèi)部捕獲異常：

private static void catchInner() {
    long stratTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
      try {
      } catch (Exception e) {
      }
    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("在內(nèi)部捕獲異常耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));
  }

在外部捕獲異常：

private static void catchOuter() {
    long stratTime = System.nanoTime();
    try {
      for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
      }
    } catch (Exception e) {

    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("在外部捕獲異常耗時(shí)：" + (endTime - stratTime));
  }

結(jié)果對(duì)比：

在內(nèi)部捕獲異常耗時(shí)：6105716

在外部捕獲異常耗時(shí)：5465381

捕獲異常很占用資源，所以不要把try catch放到循環(huán)內(nèi)部，優(yōu)化后性能同樣有好幾個(gè)數(shù)量級(jí)的提升。另外，《Effective Java》一書(shū)指出for-each循環(huán)優(yōu)先于傳統(tǒng)的for循環(huán)，它在簡(jiǎn)潔性和預(yù)防bug方面有著傳統(tǒng)for循環(huán)無(wú)法媲美的優(yōu)勢(shì)，并且，沒(méi)有性能方面的損失，因此，推薦使用for-each循環(huán)。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

您可能感興趣的文章: