Java - 对象池的性能与新对象实例化

Question

我目前正在尝试为竞赛构建一些代码执行优化，并且正在研究 ObjectPool 模式以支持对象重用而不是新对象实例化。

我整理了一个 small project (和 only test class )调查我看到但不理解的一些事情。

我在做什么:

• 比较使用 new() 和 Pool.get() 操作在 5 000 000 次迭代中创建非常简单的对象
• 围绕三个轴进行操作，运行所有测试，包括和不包括:
  • 在进行测量之前运行一次循环的“预热”
  • 将新创建的对象分配给局部变量并将其用于某些计算
  • 使用固定参数与随机参数作为参数

我得到的结果是:
数字是针对新实例化与对象池进行 5 000 000 次迭代
without_warmup_without_new_object_use_with_random_parameters:417 对 457
without_warmup_without_new_object_use_with_fixed_pa​​rameters:11 对 84
without_warmup_with_new_object_use_with_random_parameters:515 对 493
without_warmup_with_new_object_use_with_fixed_pa​​rameters:64 对 90
with_warmup_without_new_object_use_with_random_parameters:284 对 419
with_warmup_without_new_object_use_with_fixed_pa​​rameters:8 对 55
with_warmup_with_new_object_use_with_random_parameters:410 对 397
with_warmup_with_new_object_use_with_fixed_pa​​rameters:69 对 82


我从中注意到:

• 在实例化新对象而不重复使用它时，使用固定参数会产生巨大影响。我的猜测是编译器正在进行某种优化并发现没有副作用并且会完全删除对象实例化，但是将性能与空循环进行比较表明仍然会发生一些事情
• 使用固定参数对 new Object() 的速度有显着影响(尽管不太明显)，使其在某些情况下比对象池版本更快
• 对象池在“现实生活”场景中速度更快(即重用新对象并使用一些随机参数)，但在大多数情况下并非如此，这也暗示了编译器优化。

我在这里寻找的是理解这些结果，并获得指向我可以阅读的文档/书籍的指针，以充分了解这些情况下幕后发生的事情。

谢谢!

Answer 1

固定参数

如 Mike Nakis 的评论中所述使用随机参数的测试与使用固定参数的测试之间的差异完全是由于生成随机数的费用，更公平的测试可能是生成一个 1000 万个随机整数条目数组(每个参数需要 1 个来初始化 Point)，然后再进入循环并将其与您选择的 1000 万个条目数组(即 1 和 2)进行比较在你的测试结果中。

性能

你的池的性能比每次初始化新对象差的原因(至少在执行时间方面)，是因为你存储在池中的对象是一个相对微不足道的对象，几乎不需要时间初始化。因此，您正在评估的条件语句:

if (pointIndex >= POINT_POOL_SIZE) {
            pointIndex = pointIndex - POINT_POOL_SIZE;
            totalPointLoops++;
        }

除了为数组建立索引外，还需要比 Point 对象初始化所需的更多执行时间。

您可能会在您的示例中节省一些内存，但这似乎不太可能，因为您从池中取出的对象永远不会释放回池中以供重用(从我在您的代码中看到的)。同样，一个简单的循环可能不是测试对象池的最佳方法，因为对象池的目的是拥有一个缓存对象，这些对象创建起来很昂贵/容易失败/等等，而且它们的使用时间往往比简单的循环迭代，您很可能一次只真正使用一个对象。

相关信息

这里有一些关于 Java 中对象池的信息的很好的链接:

• http://www.oodesign.com/object-pool-pattern.html
• http://www.javaworld.com/article/2076690/java-concurrency/build-your-own-objectpool-in-java-to-boost-app-speed.html
• http://www.blackwasp.co.uk/ObjectPool.aspx