Java for循环性能优化实现解析

这篇文章主要介绍了Java for循环性能优化实现解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下

完成同样的功能,用不同的代码来实现,性能上可能会有比较大的差别,所以对于一些性能敏感的模块来说,对代码进行一定的优化还是很有必要的。今天就来说一下java代码优化的事情,今天主要聊一下对于for(while等同理)循环的优化,它作为三大结构之一的循环,在我们编写代码的时候会经常用到。循环结构让我们操作数组、集合和其他一些有规律的事物变得更加的方便,但是如果我们在实际开发当中运用不合理,可能会给程序的性能带来很大的影响。所以我们还是需要掌握一些技巧来优化我们的代码的。

1 嵌套循环

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("外大内小耗时:" + (endTime - stratTime));
  }

上面是大循环驱动小循环,优化后改为小循环驱动大循环:

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("外小内大耗时:" + (endTime - stratTime));
  }

两者耗时对比:

外大内小耗时:756859726

外小内大耗时:451345484

由以上对比可知,优化后性能显著提升。嵌套循环应该遵循“外小内大”的原则,这就好比你复制很多个小文件和复制几个大文件的区别。

2 循环变量的实例化应放在循环外

在第1节优化后的代码基础上,进行二次优化:

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("外小内大并且提取出循环内变量耗时:" + (endTime - stratTime));
  }

执行结果:

外小内大并且提取出循环内变量耗时:445302240

虽然优化效果并不明显,但是随着循环次数的增加,耗时会越来越大,优化效果则会越来越明显。分析:优化前需要实例化1+i=101次,优化后仅仅2次。

3 提取与循环无关的表达式

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("未提取耗时:" + (endTime - stratTime));

  }

优化后:

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("已提取耗时:" + (endTime - stratTime));
  }

代码中a*b与循环无关,所以应该把它放到外面,避免重复计算。从理论角度分析,由于减少了计算次数,故优化后性能会更高。

4 消除循环终止判断时的方法调用

stratTime = System.nanoTime(); 
for (int i = 0; i < list.size(); i++) { 
   
} 
endTime = System.nanoTime(); 
System.out.println("未优化list耗时:"+(endTime - stratTime));

优化后的代码:

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

每次循环,list.size()都会被执行一次,这无疑会影响程序的性能,所以应该将其放到循环外面,用一个变量来缓存其size,不要让这一点点代码而消耗我们这么多性能。

5 异常捕获

在内部捕获异常:

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("在内部捕获异常耗时:" + (endTime - stratTime));
  }

在外部捕获异常:

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("在外部捕获异常耗时:" + (endTime - stratTime));
  }

结果对比:

在内部捕获异常耗时:6105716

在外部捕获异常耗时:5465381

捕获异常很占用资源,所以不要把try catch放到循环内部,优化后性能同样有好几个数量级的提升。另外, 《Effective Java》一书指出for-each循环优先于传统的for循环,它在简洁性和预防bug方面有着传统for循环无法媲美的优势,并且,没有性能方面的损失,因此,推荐使用for-each循环。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。

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