拳击会导致性能问题吗？答案

【问题标题】：Does boxing cause performance issues?拳击会导致性能问题吗？
【发布时间】：2011-12-12 22:43:40
【问题描述】：

我正在做一个项目，我们正在生产一种可编译为 java 的语言。我们使用的框架 (xtext) 在其生成的代码中大量使用了装箱。具体来说，如果你有这样的声明：

int i = 1;
int j = 2;
int k = i + j;

那么编译后的代码如下：

IntegerExtensions.operator_plus(((Integer)i), ((Integer)j))

现在，在我正在进行的项目中，在某些情况下，特定的基本二进制操作将非常普遍（尤其是增量和比较）。

我的问题是：这会是性能方面的问题，还是 JIT（或类似智能 JVM 功能）会简单地意识到发生了什么并解决所有问题？

发帖前请阅读：我不想收到回复说“你不应该关心，让它可读”。这段代码是生成的，我根本不关心生成代码的可读性。我真正关心的是我们不会因此而对性能造成重大影响。

谢谢

【问题讨论】：

你说编译后的代码，是指编译进你的框架还是编译成字节码？
拳击比不拳击贵。有关系吗？（这是这里唯一真正的问题。）嗯，“这取决于”...另外，为什么编译后的代码看起来像这样？ :) 有一个iadd native java 字节码...
@glowcodeer：当我说编译代码时，我的意思是从我的语言中提取并编译成 .java 文件。
@pst：我不确定为什么代码看起来像这样，但我假设在一般情况下它背后有某种原因。至于“这有关系吗？”，这实际上不是问题——问题是“它总是更贵吗？” - 看看我提到的即时编译，以及我对约翰回答的评论。
@Jeff 具体答案仍然是：“可能是”，一般答案是“视情况而定”。仅仅因为不一定创建新对象并不意味着它在字节码或 JIT 代码中具有相同的路径。找到一个病态的理想案例，说明它在哪里被有效地 JIT 删除了——假设存在这样的案例——并没有帮助。只有复制真实用法的性能分析才能“正确”回答这个问题。

【解决方案1】：

这实际上会产生影响。当转换为Integer 时，它将使用Integer.valueOf(int n) 方法将int 转换为Integer。此方法将检查该值是否在缓存范围内（-128 到 127），如果不在则创建 new Integer(n)

影响的大小可能很大也可能很小，您必须自己测试。

【讨论】：

那么JIT或类似的东西不可能意识到拳击完全没有意义并完全摆脱它吗？这些盒子非常频繁地发生，在基本相同的情况下，并且不会停留很长时间，我真的希望 JVM 能够为我完成我的工作。
据我所知，JIT 不会绕过装箱操作（如果可以的话，那将是一种运行时优化算法）。
使用-XX:+EscapeAnalysis 可以删除创建的自动装箱对象。实际上，我从未见过 Sun/Oracle JVM 放弃对象创建。开始分析您的应用程序以确定它是否重要，然后再担心它会更有用。

【解决方案2】：

要说它导致性能问题取决于您所说的问题。而你所说的问题可能取决于代码将解决什么样的问题。

this answer 中有一个部分对此进行了总结，还提供了 Autoboxing 指南的链接，其中提到：

科学计算或其他性能敏感的数字代码不适合使用自动装箱和拆箱。

简单的问题：int/Integer 类型的自动装箱有多贵？

简单的答案：每个拳击 15 纳秒。

【讨论】：

【解决方案3】：

我的一些观察：

装箱通常确实会降低应用程序的性能。它的显着程度取决于所实现算法的性质。是否值得修复，在哪里只有分析器和您的预期成本效益比才能告诉您。
装箱通常确实会增加应用程序的内存使用量。就我而言，这非常很重要——可能比性能更重要。

Java 中的int 在 32 位范围内占用 4 到 8 个字节（取决于 JVM 实现）的内存。 Integer 在 64 位系统上将占用 20 到 24 个字节 - 您仍然需要对它的引用。对于处理大型数组的应用程序，可以轻松地将其内存需求增加四倍 (x4)，甚至更糟。

在这种情况下，拳击可以区分“它可以工作”和“它不工作” - 在给定的计算机上您只能拥有这么多的内存。性能甚至没有进入讨论范围，尽管内存不足的应用程序通常也会变慢。

也就是说，对象确实有一个有用的优势：使用null有一种本地方式来表示“不存在价值”。

【讨论】：

我想，虽然内存可能是个问题，但 GC 应该能够处理这个问题。我正在处理的情况是对象在很短的时间内被装箱，因此 GC 应该能够非常快速地丢弃生成的对象。持久化状态仍然保持为 int，只有在需要发生某些事情时才会被装箱。

【解决方案4】：

简单地说：测试一下。

制作一个简单示例的两个版本并测量其花费的时间。然后您就会知道性能的确切差异以及您是否负担得起。

【讨论】：