java - 为什么 clone() 是复制数组的最佳方式？

Question

这对我来说是一种耻辱，但我不知道:

You should use clone to copy arrays, because that's generally the fastest way to do it.

正如 Josh Bloch 在此博客中所述:http://www.artima.com/intv/bloch13.html

我一直使用 System.arraycopy(...)。这两种方法都是 native 的，所以可能没有深入了解库的来源，我无法弄清楚为什么会这样。

我的问题很简单: 为什么它是最快的方式？与System.arraycopy有什么区别？区别解释here ，但它没有回答为什么 Josh Bloch 认为 clone() 是最快的方法。

Answer 1

我想说明为什么 clone() 是比 System.arraycopy(..) 或其他方法最快的复制数组的方法:

1. clone() 在将源数组复制到目标数组之前不必进行类型检查，如提供的 here .它只是简单地分配新的内存空间并将对象分配给它。另一方面，System.arraycopy(..) 检查类型，然后复制一个数组。

2. clone() 也破坏了优化以消除冗余归零。如您所知，Java 中每个分配的数组都必须使用 0s 或相应的默认值进行初始化。但是，如果 JIT 在创建后立即看到该数组已填充，则可以避免将该数组归零。与使用现有的 0s 或相应的默认值更改副本值相比，这绝对更快。在使用 System.arraycopy(..) 时会花费大量时间来清除和复制已初始化的数组。为此，我执行了一些基准测试。

@BenchmarkMode(Mode.Throughput)
@Fork(1)
@State(Scope.Thread)
@Warmup(iterations = 10, time = 1, batchSize = 1000)
@Measurement(iterations = 10, time = 1, batchSize = 1000)
public class BenchmarkTests {

    @Param({"1000","100","10","5", "1"})
    private int size;
    private int[] original;

    @Setup
    public void setup() {
        original = new int[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            original[i] = i;
        }
    }

    @Benchmark
    public int[] SystemArrayCopy() {
        final int length = size;
        int[] destination = new int[length];
        System.arraycopy(original, 0, destination, 0, length);
        return destination;
    }


    @Benchmark
    public int[] arrayClone() {
        return original.clone();
    }

}

输出:

Benchmark                        (size)   Mode  Cnt       Score      Error  Units
ArrayCopy.SystemArrayCopy            1  thrpt   10   26324.251 ± 1532.265  ops/s
ArrayCopy.SystemArrayCopy            5  thrpt   10   26435.562 ± 2537.114  ops/s
ArrayCopy.SystemArrayCopy           10  thrpt   10   27262.200 ± 2145.334  ops/s
ArrayCopy.SystemArrayCopy          100  thrpt   10   10524.117 ±  474.325  ops/s
ArrayCopy.SystemArrayCopy         1000  thrpt   10     984.213 ±  121.934  ops/s
ArrayCopy.arrayClone                 1  thrpt   10   55832.672 ± 4521.112  ops/s
ArrayCopy.arrayClone                 5  thrpt   10   48174.496 ± 2728.928  ops/s
ArrayCopy.arrayClone                10  thrpt   10   46267.482 ± 4641.747  ops/s
ArrayCopy.arrayClone               100  thrpt   10   19837.480 ±  364.156  ops/s
ArrayCopy.arrayClone              1000  thrpt   10    1841.145 ±  110.322  ops/s

根据我得到的输出， clone 几乎是 System.arraycopy(..)

的两倍

3. 此外，使用像 clone() 这样的手动复制方法会产生更快的输出，因为它不必进行任何 VM 调用(与 System .arraycopy()).