java - 哪个循环更快？

Question

我有这个循环

for (it= someCollection.iterator; it.hasNext(); )
{
    //some code here
}

我把它改为:

for (it= someCollection.iterator;; )
{
    if (!it.hasNext())
        break;
    //some code here
}

第二个代码在 eclipse 上的 junit 单元测试中运行得更快一些。第二个循环更快吗？我这样问是因为 Junit 给出的时间不太准确，但他们给出了一个大概值

Answer 1

在研究此类问题时，从 block 控制流图的角度考虑生成的字节码是有用的，其中 block 是字节码指令序列，只能从其第一条指令进入，并且只能在其之后留下最后一条指令(省略退出以简化问题)。

使用此示例代码:

    for (Iterator it = c.iterator(); it.hasNext(); ) {
        System.out.println(it.next());
    }
    System.out.println("Out");

您将得到以下 block 控制流程图。为了便于阅读，我已将等效的字节码放回到源代码中，但 System.out.println(it.next()); 生成的所有指令属于一个区 block ，因为你无法跳到中间或离开它。

如果您检查compiler book ，你会发现it.hasNext()主宰System.out.println(it.next())因为你需要通过it.hasNext()前往 System.out.println(it.next()) 。边缘来自System.out.println(it.next())至it.hasNext()被称为后边，因为它将一个节点链接到它的支配者之一。这就是循环的正式定义。 for 中的第一条语句-loop ( Iterator it = c.iterator() ) 实际上并不属于循环。除了声明的变量的范围之外，与此语句之前的 while 循环没有任何区别，但这在编译后并不重要。第一个 block ( it.hasNext() ) 是循环头。

像这样的第二个示例将生成相同的图表:

    for (Iterator it = c.iterator();; ) {
        if (!it.hasNext()) {
           break;
        }
        System.out.println(it.next());
    }
    System.out.println("Out");

主要区别是可能有一些无用的goto语句取决于编译器策略。

如果您使用javap -c查看生成的字节码对于这两个示例，您将得到以下结果(这是使用 javac 进行编译的，例如，如果使用 Eclipse 编译器进行编译，您可能会得到稍有不同的结果):

public void loop1();
  Code:
   0:   new #2; //class java/util/ArrayList
   3:   dup
   4:   invokespecial   #3; //Method java/util/ArrayList."<init>":()V
   7:   astore_1
   8:   aload_1
   9:   invokevirtual   #4; //Method java/util/ArrayList.iterator:()Ljava/util/Iterator;
   12:  astore_2
   13:  aload_2
   14:  invokeinterface #5,  1; //InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z
   19:  ifeq    37
   22:  getstatic   #6; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   25:  aload_2
   26:  invokeinterface #7,  1; //InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object;
   31:  invokevirtual   #8; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
   34:  goto    13
   37:  getstatic   #6; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   40:  ldc #9; //String Out
   42:  invokevirtual   #10; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   45:  return

public void loop2();
  Code:
   0:   new #2; //class java/util/ArrayList
   3:   dup
   4:   invokespecial   #3; //Method java/util/ArrayList."<init>":()V
   7:   astore_1
   8:   aload_1
   9:   invokevirtual   #4; //Method java/util/ArrayList.iterator:()Ljava/util/Iterator;
   12:  astore_2
   13:  aload_2
   14:  invokeinterface #5,  1; //InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z
   19:  ifne    25
   22:  goto    40
   25:  getstatic   #6; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   28:  aload_2
   29:  invokeinterface #7,  1; //InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object;
   34:  invokevirtual   #8; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
   37:  goto    13
   40:  getstatic   #6; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   43:  ldc #9; //String Out
   45:  invokevirtual   #10; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   48:  return

唯一的区别是第一个使用 ifeq 37直接走到最后或继续下一个 block (22)，而另一个使用 ifne前往 goto 之后的区 block (25，相当于另一个中的 22)并使用 goto否则走到最后。这实际上是等价的，现代 JIT 编译器应该毫无问题地优化这个小小的差异。除此之外，您的两个循环完全相同。

我不确定您是如何进行测量的，但您也应该知道这并不是因为 System.nanoTime()给你一个以纳秒为单位的结果，它的分辨率远非如此。高分辨率定时器很难实现，并且取决于硬件和操作系统。请参阅JavaDoc :

This method provides nanosecond precision, but not necessarily nanosecond resolution (that is, how frequently the value changes) - no guarantees are made except that the resolution is at least as good as that of currentTimeMillis().

如果您没有获得足够高的差异，则与分辨率相比，您可能不会获得显着的结果。