Java - LinkedList - 性能随着其中不同类的数量而降低

Question

以下代码测量了从接口(interface) Handler 调用方法 handle(Object o) 100 次所花费的时间(是的，这是糟糕的质量分析):

package test;

import java.util.LinkedList;

public class Test {

    static int i = 0;

    private interface Handler {
        public void handle(Object o);
    }
    private static class SuperHandler implements Handler {
        public void handle(Object o) { i += 1; }
    }
    private static class NoSuperHandler implements Handler {
        public void handle(Object o) { i += 1; }
    }
    private static class LulSuperHandler implements Handler {
        public void handle(Object o) { i += 1; }
    }
    private static class LilSuperHandler implements Handler {
        public void handle(Object o) { i += 1; }
    }
    private static class LolSuperHandler implements Handler {
        public void handle(Object o) { i += 1; }
    }
    private static class LalSuperHandler implements Handler {
        public void handle(Object o) { i += 1; }
    }
    private static class LylSuperHandler implements Handler {
        public void handle(Object o) { i += 1; }
    }
    private static class LzlSuperHandler implements Handler {
        public void handle(Object o) { i += 1; }
    }

    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Handler> ll = new LinkedList<Handler>();
        for(int j = 0; j < 100; j++) {
            if((j % 8) == 0) ll.add(new SuperHandler());
            if((j % 8) == 1) ll.add(new NoSuperHandler());
            if((j % 8) == 2) ll.add(new LulSuperHandler());
            if((j % 8) == 3) ll.add(new LilSuperHandler());
            if((j % 8) == 4) ll.add(new LolSuperHandler());
            if((j % 8) == 5) ll.add(new LalSuperHandler());
            if((j % 8) == 6) ll.add(new LylSuperHandler());
            if((j % 8) == 7) ll.add(new LzlSuperHandler());
        }
        long begin = System.currentTimeMillis();
        for(int j = 0; j < 1000000; j++) for(Handler h: ll) h.handle(null);
        System.out.println("time in ms: " + (System.currentTimeMillis() - begin));
        System.out.println("i: " + i);
    }
}

事实是，如果 LinkedList 只包含一种 Handler，例如 SuperHandler，执行时间比它们更短有 2 种、3 种等不同类型的 Handler。每次我在列表中添加一种新的 Handler 时，性能都会下降。

例如，当我只更改这部分时，我会获得比上面更好的性能:

for(int j = 0; j < 100; j++) {
    if((j % 2) == 0) ll.add(new SuperHandler());
    if((j % 2) == 1) ll.add(new NoSuperHandler());
}

这里有没有特殊的优化操作？在 JAVA 架构中，性能下降的原因是什么？我的测试是否错误，因为未使用的 Handler 被编译器“删除”或“隐藏”？(我使用的是 Linux Ubuntu - JAVA 1.7，来自 Oracle)

Answer 1

Is there a special optimization operating here ?

是的。 Hotspot 在处理虚拟方法方面非常聪明。如果一个接口(interface)只有几个实现，而且这些实现很小，它可以通过检查正确的类型和内联代码来避免完整的 vtable 查找。

当你有几个不同的实现时，它会回到 vtable 实现。 (Hotspot 足够聪明，可以撤消不再实用的优化。令我震惊的是它们全部卡在一起，但显然确实如此。)

请注意，这与列表中有多少个不同的类无关 - 这里还有更多内容。有关详细信息，请参阅彼得的回答。