Java for循環(huán)性能優(yōu)化實現解析

更新時間：2020年01月16日 11:09:18 作者：樓蘭的胡楊

這篇文章主要介紹了Java for循環(huán)性能優(yōu)化實現解析,文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友可以參考下

完成同樣的功能，用不同的代碼來實現，性能上可能會有比較大的差別，所以對于一些性能敏感的模塊來說，對代碼進行一定的優(yōu)化還是很有必要的。今天就來說一下java代碼優(yōu)化的事情，今天主要聊一下對于for（while等同理）循環(huán)的優(yōu)化，它作為三大結構之一的循環(huán)，在我們編寫代碼的時候會經常用到。循環(huán)結構讓我們操作數組、集合和其他一些有規(guī)律的事物變得更加的方便，但是如果我們在實際開發(fā)當中運用不合理，可能會給程序的性能帶來很大的影響。所以我們還是需要掌握一些技巧來優(yōu)化我們的代碼的。

1 嵌套循環(huán)

private static void bigSmall() {
    long stratTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
      for (int j = 0; j < 100; j++) {

      }
    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("外大內小耗時：" + (endTime - stratTime));
  }

上面是大循環(huán)驅動小循環(huán)，優(yōu)化后改為小循環(huán)驅動大循環(huán)：

private static void smallBig() {
    long stratTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
      for (int j = 0; j < 10000000; j++) {

      }
    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("外小內大耗時：" + (endTime - stratTime));
  }

兩者耗時對比：

外大內小耗時：756859726

外小內大耗時：451345484

由以上對比可知，優(yōu)化后性能顯著提升。嵌套循環(huán)應該遵循“外小內大”的原則，這就好比你復制很多個小文件和復制幾個大文件的區(qū)別。

2 循環(huán)變量的實例化應放在循環(huán)外

在第1節(jié)優(yōu)化后的代碼基礎上，進行二次優(yōu)化：

private static void smallBigBetter() {
    long stratTime = System.nanoTime();
    int i, j;
    for (i = 0; i < 100; i++) {
      for (j = 0; j < 10000000; j++) {

      }
    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("外小內大并且提取出循環(huán)內變量耗時：" + (endTime - stratTime));
  }

執(zhí)行結果：

外小內大并且提取出循環(huán)內變量耗時：445302240

雖然優(yōu)化效果并不明顯，但是隨著循環(huán)次數的增加，耗時會越來越大，優(yōu)化效果則會越來越明顯。分析：優(yōu)化前需要實例化1+i=101次，優(yōu)化后僅僅2次。

3 提取與循環(huán)無關的表達式

private static void calculationInner() {
    int a = 3;
    int b = 7;
    long stratTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
      i = i * a * b;
    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("未提取耗時：" + (endTime - stratTime));

  }

優(yōu)化后：

private static void calculationOuter() {
    int a = 3;
    int b = 7;
    int c = a * b;
    long stratTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
      i = i * c;
    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("已提取耗時：" + (endTime - stratTime));
  }

代碼中a*b與循環(huán)無關，所以應該把它放到外面，避免重復計算。從理論角度分析，由于減少了計算次數，故優(yōu)化后性能會更高。

4 消除循環(huán)終止判斷時的方法調用

stratTime = System.nanoTime(); 
for (int i = 0; i < list.size(); i++) { 
   
} 
endTime = System.nanoTime(); 
System.out.println("未優(yōu)化list耗時："+(endTime - stratTime));

優(yōu)化后的代碼：

stratTime = System.nanoTime(); 
int size = list.size(); 
for (int i = 0; i < size; i++) { 
   
} 
endTime = System.nanoTime(); 
System.out.println("優(yōu)化list耗時："+(endTime - stratTime));

每次循環(huán)，list.size()都會被執(zhí)行一次，這無疑會影響程序的性能，所以應該將其放到循環(huán)外面，用一個變量來緩存其size，不要讓這一點點代碼而消耗我們這么多性能。

5 異常捕獲

在內部捕獲異常：

private static void catchInner() {
    long stratTime = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
      try {
      } catch (Exception e) {
      }
    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("在內部捕獲異常耗時：" + (endTime - stratTime));
  }

在外部捕獲異常：

private static void catchOuter() {
    long stratTime = System.nanoTime();
    try {
      for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
      }
    } catch (Exception e) {

    }
    long endTime = System.nanoTime();
    System.out.println("在外部捕獲異常耗時：" + (endTime - stratTime));
  }

結果對比：

在內部捕獲異常耗時：6105716

在外部捕獲異常耗時：5465381

捕獲異常很占用資源，所以不要把try catch放到循環(huán)內部，優(yōu)化后性能同樣有好幾個數量級的提升。另外，《Effective Java》一書指出for-each循環(huán)優(yōu)先于傳統(tǒng)的for循環(huán)，它在簡潔性和預防bug方面有著傳統(tǒng)for循環(huán)無法媲美的優(yōu)勢，并且，沒有性能方面的損失，因此，推薦使用for-each循環(huán)。

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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