Java 编译器是否优化流过滤？答案

【问题标题】：Does Java compiler optimize stream filtering?Java 编译器是否优化流过滤？
【发布时间】：2018-07-08 15:19:29
【问题描述】：

我们来个案例：

x.stream().filter(X::isFlag).filter(this::isOtherFlag).reduce(...)

和这个有区别吗？

x.stream().filter(predicate(X::isFlag).and(this::isOtherFlag)).reduce(...)

【问题讨论】：

您可以通过运行javap -c <class>进行检查，如果通过管道传输到文件(javap -c StreamTest > out.txt)，您可以轻松比较它们
Java“编译器”（如 javac 中的程序）不会对此进行优化。但是，该库确实可能会折叠 Stream 中的兼容步骤，请参阅the detailed description of the different types of operations and how they interact
您可以随时查看源代码以了解它如何跟踪过滤器，但在 Javadoc 中没有任何地方说实现将保持不变或是否会以任何方式优化。
我不认为它们在性能方面有所不同。直到我看到基准测试结果。
@the8472 必须在流实现中以一种或另一种方式补偿保存的对象分配。在任何一种情况下，都必须有一段封装的代码评估两个谓词。但是，使用单个 .filter(x -> x.isFlag() && isOtherFlag(x)) 时会有所不同。然后，您在 JIT 方面稍有领先……

标签： java java-8 java-stream

【解决方案1】：

在功能上，这两个语句是等价的。但是，请考虑以下两个代码块及其各自的字节码：

public static void main(String[] args) {
    List<String> list = List.of("Seven", "Eight", "Nine");

    list.stream().filter(s -> s.length() >= 5)
                 .filter(s -> s.contains("n"))
                 .forEach(System.out::println);
}

public static void main(java.lang.String[]);
Code:
   0: ldc           #16                 // String Seven
   2: ldc           #18                 // String Eight
   4: ldc           #20                 // String Nine
   6: invokestatic  #22                 // InterfaceMethod java/util/List.of:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/util/List;
   9: astore_1
  10: aload_1
  11: invokeinterface #28,  1           // InterfaceMethod java/util/List.stream:()Ljava/util/stream/Stream;
  16: invokedynamic #35,  0             // InvokeDynamic #0:test:()Ljava/util/function/Predicate;
  21: invokeinterface #36,  2           // InterfaceMethod java/util/stream/Stream.filter:(Ljava/util/function/Predicate;)Ljava/util/stream/Stream;
  26: invokedynamic #42,  0             // InvokeDynamic #1:test:()Ljava/util/function/Predicate;
  31: invokeinterface #36,  2           // InterfaceMethod java/util/stream/Stream.filter:(Ljava/util/function/Predicate;)Ljava/util/stream/Stream;
  36: getstatic     #43                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  39: invokedynamic #52,  0             // InvokeDynamic #2:accept:(Ljava/io/PrintStream;)Ljava/util/function/Consumer;
  44: invokeinterface #53,  2           // InterfaceMethod java/util/stream/Stream.forEach:(Ljava/util/function/Consumer;)V
  49: return

public static void main(String[] args) {
    List<String> list = List.of("Seven", "Eight", "Nine");

    list.stream().filter(s -> s.length() >= 5 && s.contains("n"))
                 .forEach(System.out::println);
}

public static void main(java.lang.String[]);
Code:
   0: ldc           #16                 // String Seven
   2: ldc           #18                 // String Eight
   4: ldc           #20                 // String Nine
   6: invokestatic  #22                 // InterfaceMethod java/util/List.of:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/util/List;
   9: astore_1
  10: aload_1
  11: invokeinterface #28,  1           // InterfaceMethod java/util/List.stream:()Ljava/util/stream/Stream;
  16: invokedynamic #35,  0             // InvokeDynamic #0:test:()Ljava/util/function/Predicate;
  21: invokeinterface #36,  2           // InterfaceMethod java/util/stream/Stream.filter:(Ljava/util/function/Predicate;)Ljava/util/stream/Stream;
  26: getstatic     #42                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  29: invokedynamic #51,  0             // InvokeDynamic #1:accept:(Ljava/io/PrintStream;)Ljava/util/function/Consumer;
  34: invokeinterface #52,  2           // InterfaceMethod java/util/stream/Stream.forEach:(Ljava/util/function/Consumer;)V
  39: return

我们可以看到，在第二个示例中，缺少对 invokedynamic 和 invokeinterface 的调用（这是有道理的，因为我们省略了对 filter 的调用）。我确信有人可以帮助我对此字节码进行静态分析（如果需要，我可以发布详细文件），但 Java 编译器清楚地将对 filter 的单个调用视为单个 Predicate<String>，而不是将其拆分为运算符&&，稍微缩短字节码。

【讨论】：