java - 为什么 JavaCompiler 在实例化 Java 类时速度很慢？

Question

我正在使用 JavaCompiler 动态创建一个 Java 类，编译它并加载到我的应用程序中。

我的问题如下:使用 JavaCompiler 的执行时间比实例化相同类的标准方法慢得多。

举个例子:

static void function() {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        String source = "package myPackage; import java.util.BitSet; public class MyClass{ static {";

        while (!OWLMapping.axiomStack.isEmpty()) {
            source += OWLMapping.axiomStack.pop() + ";";
        }

        source += "} }";

        File root = new File("/java");
        File sourceFile = new File(root, "myPackage/MyClass.java");
        sourceFile.getParentFile().mkdirs();
        Files.write(sourceFile.toPath(), source.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

        // Compile source file.
        JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
        compiler.run(null, null, null, sourceFile.getPath());

        // Load and instantiate compiled class.
        URLClassLoader classLoader = URLClassLoader.newInstance(new URL[] { root.toURI().toURL() });
        Class<?> cls = Class.forName("myPackage.MyClass", true, classLoader);

        long stopTime = System.currentTimeMillis();
        long elapsedTime = stopTime - startTime;
        System.out.println("EXECUTION TIME: " + elapsedTime);
    }

在测量这段代码后，我创建了一个与 var source 内容相同的新 java 类来测试性能:它比 JavaCompiler 方式快得多。 (我不能使用标准类，因为在我的应用程序中我需要动态创建它)。那么，是否有可能提高这段代码的性能呢？或者这种低性能是正常的？

编辑:我也测试过的生成代码是一个简单的 OWLAPI 公理序列:

package myPackage;

public class myClass{

static {

myPackage.OWLMapping.manager.addAxiom(myPackage.OWLMapping.ontology,   myPackage.OWLMapping.factory.getOWLSubClassOfAxiom(/*whatever*/);
myPackage.OWLMapping.manager.addAxiom(myPackage.OWLMapping.ontology,myPackage.OWLMapping.factory.getOWLSubClassOfAxiom(/*whatever*/);
myPackage.OWLMapping.manager.addAxiom(myPackage.OWLMapping.ontology,myPackage.OWLMapping.factory.getOWLSubClassOfAxiom(/*whatever*/);


}

}

这正是变量 source 包含的内容。公理的数量取决于用户的输入。

Answer 1

您有两个可能会变慢的区域(但您的基准测试结合了这两个区域)。

首先是构建包含您的源代码的 Java String。在不同的语句中追加字符串时，JVM 无法将它们优化为 StringBuilder，这意味着它首先在追加的一侧创建字符串，然后在追加的一侧创建 String另一个，然后它会创建第三个 String ，这两个 String 是附加的两个结果。这给堆和垃圾回收带来很大压力，生成大量几乎立即被垃圾回收的对象。

要解决第一个问题，请创建一个 StringBuilder 并将其称为 .append(...)。

第二个问题是您正在实例化一个 JavaCompiler。用于编译 Java 程序的编译器可能有一个类在顶层驱动它，但它会获取大量支持类来填充其私有(private)字段和嵌入式包含。最后，当运行它时，将创建更多对象来保存代码、Lexer、Parser、CompilationUnit 的 AST，以及最终的字节码发射器。这意味着一行代码

JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
compiler.run(null, null, null, sourceFile.getPath());

很可能(同样，它们不是独立基准测试)需要一些时间。

最后，类加载器线与类加载系统交互，可能不适应性能。虽然这是一个很大的性能影响的可能性较小，但我也会独立地对该行进行基准测试。