Java 最终性能/优化

Question

所以我在不同的数据结构上运行了一些基准测试并注意到，当我将变量声明为 final 时，我得到了 10-20% 的性能提升。

这真的让我很惊讶。我认为 final 关键字纯粹用于限制变量的变化，优化会确定某个变量是否具有恒定值。

示例如下：

import javafx.scene.input.KeyCode;
import java.util.*;

public class Main {
    static /*final*/ int LOOPS = Integer.MAX_VALUE / 100;

    static /*final*/ KeyCode[] keyCodes = KeyCode.values();

    public static void main(String[] args) {
        long startTime;
        long endTime;

        testEnumSet(); //warmup
        startTime = System.nanoTime();
        testEnumSet();
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("  EnumSet: " + (endTime - startTime) + "ns");
    }

    static /*final*/ EnumSet<KeyCode> enumSet = EnumSet.noneOf(KeyCode.class);
    static void testEnumSet() {
        for (int i = 0; i < LOOPS; i++) {
            /*final*/ KeyCode add = getRandomKeyCode();
            if(!enumSet.contains(add)) enumSet.add(add);

            /*final*/ KeyCode remove = getRandomKeyCode();
            if(enumSet.contains(remove)) enumSet.remove(remove);
        }
    }

    /*final*/ static Random random = new Random();
    static KeyCode getRandomKeyCode() {
        return keyCodes[random.nextInt(keyCodes.length)];
    }
}

最后：....EnumSet: 652 266 207ns
没有final：EnumSet: 802 121 596ns

这是始终可重复的！

为什么使用 final 的代码和不使用 final 的代码之间存在如此巨大的差异？为什么不优化？以及为什么无论如何 final 更快，生成的字节码有什么区别？

Answer 1

如果某些东西永远不会改变，您可以进行各种优化，例如内联实际值，而不是一遍又一遍地查找它。这只是您可以做的一件事，它很容易解释并带来最大的好处。

还有许多其他更深奥的事情发生，但影响要小得多。

如果您查看字节码，您会看到这一点，尤其是在 JIT 启动之后。

让整个班级final 可以有类似的好处。

也就是说，final 引用并不总是提供可衡量的 增益，这取决于参考的使用情况。在这种情况下 EnumSet 在引擎盖下做了很多特殊的调味料 在源头。不可变引用可能被内联为 那个。

还请注意，您看到的行为可能会在 JVM 的未来版本中消失，或者在其他 JVM 实现中不存在。任何事情都可能在您的领导下发生变化，因此不要依赖任何特定的实现。

Here is some more information in greater detail about all the idiomatic uses of final.