一般来说,最好能重用对象,而不是在每次需要的时候创建同一个相同功能的新对象。重用对象是快速又高效的一种编码手段。
本节讨论的目标:就是如何优化已经出现重复创建对象的代码块,以达到优化性能。
本文属于《读懂Effective Java》系列文章,本系列文章的大纲如下:
如果对象是不可变(immutable),它就始终可以被重用。
我们先看 例子1:
public class TestStringCreate {
public static void main(String[] args) {
String s1 = new String("stringette");//反例
String s2 = "stringette";//正解
}
}
代码分析:
语句1:String s1 = new String("stringette");
经过编译期,字符串“stringette”在类加载时已经创建好了对象,这里传递给String构造器的参数 ("stringette") 本身就是一个 String 实例。(因此属于重复创建对象的案例!这里会涉及JVM对String对象的内存分配原理,可以参考公众号的另一篇文章:《String 源码剖析》)
语句2:String s2 = "stringette";
这个优化版本,只用了一个实例,而不是执行时创建的新实例。
构造器在每次被调用时,都会创建一个新的对象,而静态方法则不要求也实际上不会这么做。
对于已知不会被修改的可变对象,也是可以被重用的。
我们先看 例子2:
//反例
public class Person {
private final Date birthDate;
public Person(Date birthDate) {
this.birthDate = birthDate;
}
public boolean isBababyBoomer(){
//每次调用方法,执行一次
Calendar gmtCal = Calendar.getInstance(TimeZone.getTimeZone("GMT"));
gmtCal.set(1946, Calendar.JANUARY, 1,0,0,0);
Date boomStart = gmtCal.getTime();
gmtCal.set(1965, Calendar.JANUARY, 1,0,0,0);
Date boomEnd = gmtCal.getTime();
return (birthDate.compareTo(boomStart) >= 0) && (birthDate.compareTo(boomEnd)<0);
}
}
代码分析:
isBababyBoomer 方法每次被调用,都会创建一个 Calendar 、一个 TimeZone 和两个 Date,显然这是不必要的。
代码优化:
利用一个静态的初始化器(initializer)避免这个效率低下的情况,如例子3:
public class Person2 {
private final Date birthDate;
private static final Date BOOM_START = null;
private static final Date BOOM_END = null;
//静态代码块,执行一次
static {
Calendar gmtCal = Calendar.getInstance(TimeZone.getTimeZone("GMT"));
gmtCal.set(1946, Calendar.JANUARY, 1,0,0,0);
Date boomStart = gmtCal.getTime();
gmtCal.set(1965, Calendar.JANUARY, 1,0,0,0);
Date boomEnd = gmtCal.getTime();
}
public Person2(Date birthDate) {
this.birthDate = birthDate;
}
public boolean isBababyBoomer(){
return (birthDate.compareTo(BOOM_START) >= 0) && (birthDate.compareTo(BOOM_END)<0);
}
}
代码分析:
改进后,Calendar 、一个 TimeZone和 Date 都只会在初始化时被实例化一次,而不是isBababyBoomer 方法每次被调用时都会创建。
jdk发行版(1.5之后),有一种创建多余对象的新方法:自动装箱(autoboxing),它允许程序员将基本类型 & 装箱基本类型(Boxed Primitive Type)进行混用,按需装箱与拆箱。
自动装箱机制,导致基本类型与装箱类型这两者在语义上只有微妙差役,但在性能上有比较明显的差别。
我们看下例子4:
/**
* <p>
* jdk5之后,自动装箱使得 基本类型 & 装箱基本类型(Boxed Primitive Type)混用。
* 两者在语义上有微妙差役,但在性能上有比较明显的差别。
* </p>
*/
public class TestAutoBoxing {
public static void main(String[] args) {
testPrimitive();
testBoxing();
}
//装箱类型
private static void testBoxing() {
long start = System.currentTimeMillis();
Long sum = 0L;
for (long i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++){
sum += i;
}
System.out.println("User Boxing, sum = " + sum+ ", cost : " + (System.currentTimeMillis() - start)/1000 + "ms");
}
//基本类型
private static void testPrimitive() {
long start = System.currentTimeMillis();
long sum = 0L;
for (long i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++){
sum += i;
}
System.out.println("User Primitive type, sum = " + sum+ ", cost : " + (System.currentTimeMillis() - start)/1000 + "ms");
}
}
允许结果:
User Primitive type, sum = 2305843005992468481, cost : 1ms
User Boxing, sum = 2305843005992468481, cost : 8ms
代码分析:
先说结果:同样一个循环执行代码段,使用自动装箱的运行时间是使用基本类型的8倍。
语句:Long sum = 0L;
使用了自动装箱机制,意味着程序构造了大概2的31次方个多余的Long实例(大约每次往Long sum 增加long时构造一个实例)。
语句:long sum = 0L;
使用了基础类型,减少了多余的创建对象的开销。
优先使用基本类型而不是装箱基本类型,要当心无意识的自动装箱所带来的性能损耗。
实际上,由于小对象的构造器知识做很少的显式工作,所以它的创建&回收动作是非常廉价的,特别是现代的JVM实现上更是如此。
但是,我们对于维护自己的对象池(object pool)来避免创建对象不一定是好事,除非对象池的对象十分重要,如:数据库连接。
另外,在提倡保护性拷贝时,因为重用对象而付出的代码要比创建重复对象的代码要高,这一点我们后续再聊。。