Java 最终性能/优化

Question

所以我在不同的数据结构上运行了一些基准测试并注意到，当我声明我的变量为 final 时，我获得了 10-20% 的性能提升。

这让我很吃惊。我认为 final 关键字纯粹用于限制变量的变化，优化将确定某个变量是否具有常量值。

例子如下:

import javafx.scene.input.KeyCode;
import java.util.*;

public class Main {
    static /*final*/ int LOOPS = Integer.MAX_VALUE / 100;

    static /*final*/ KeyCode[] keyCodes = KeyCode.values();

    public static void main(String[] args) {
        long startTime;
        long endTime;

        testEnumSet(); //warmup
        startTime = System.nanoTime();
        testEnumSet();
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("  EnumSet: " + (endTime - startTime) + "ns");
    }

    static /*final*/ EnumSet<KeyCode> enumSet = EnumSet.noneOf(KeyCode.class);
    static void testEnumSet() {
        for (int i = 0; i < LOOPS; i++) {
            /*final*/ KeyCode add = getRandomKeyCode();
            if(!enumSet.contains(add)) enumSet.add(add);

            /*final*/ KeyCode remove = getRandomKeyCode();
            if(enumSet.contains(remove)) enumSet.remove(remove);
        }
    }

    /*final*/ static Random random = new Random();
    static KeyCode getRandomKeyCode() {
        return keyCodes[random.nextInt(keyCodes.length)];
    }
}

最终:.... EnumSet:652 266 207ns
没有最终:EnumSet: 802 121 596ns

这是始终可重现的!

为什么使用 final 的代码和不使用 final 的代码之间存在如此巨大的差异？为什么没有得到优化？为什么 final 更快，生成的字节码有什么区别？

Answer 1

如果某些东西永远无法改变，您可以进行各种优化，例如实际值的内联，而不是一遍又一遍地查找它。这只是您可以做的一件事，它很容易解释并能带来最大的好处。

还有许多其他影响较小的更深奥的事情发生。

如果您查看字节码，您会看到这一点，尤其是在 JIT 启动之后。

让整个类 final 也有类似的好处。

That said, final references will not always provide measurable gains, it depends on the usage of the reference. In this case EnumSet does a lot of special sauce stuff under the hood if you look at the source. Immutable references probably get inlined as part of that.

另请注意，您所看到的行为可能会在 JVM 的 future 版本中消失，或者不会出现在其他 JVM 实现中。任何事情都可能发生变化，因此不要依赖任何一种特定的实现方式。

Here is some more information in greater detail about all the idiomatic uses of final.