一、堆和棧的速度性能分析
堆和棧是jvm內(nèi)存模型中的2個(gè)重要組成部分,自己很早以前也總結(jié)過(guò)堆和棧的區(qū)別,基本都是從存儲(chǔ)內(nèi)容,存儲(chǔ)空間大小,存儲(chǔ)速度這幾個(gè)方面來(lái)理解的,但是關(guān)于堆和棧的存儲(chǔ)速度,只知道堆存儲(chǔ)速度慢,棧存儲(chǔ)速度快,至于為什么堆比棧的存取速度慢,并沒(méi)有特別深入的研究,從網(wǎng)上也找了很多資料,但很多理由并不太認(rèn)同,這里也列舉一些,并結(jié)合自己的理解來(lái)分析,如果不正確歡迎指正。
1、從分配的角度分析
java中棧的大小和生命周期在編譯期間就確定了的(可以參考之前寫的一篇jvm內(nèi)存模型中的分析,本周末會(huì)寫一篇該系列知識(shí)點(diǎn)中g(shù)c策略和gc收集器的博客),而堆是在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)分配的,這會(huì)花不少時(shí)間,因此從分配的角度來(lái)說(shuō),堆比棧速度慢。
2、從訪問(wèn)角度分析
網(wǎng)上很多文章都說(shuō)訪問(wèn)棧只需1次,而訪問(wèn)堆需要2次,一次取地址,第二次根據(jù)地址去訪問(wèn)對(duì)象,這個(gè)觀點(diǎn)我并不是完全認(rèn)同。我們知道,虛擬機(jī)棧中存儲(chǔ)的是一個(gè)個(gè)棧幀,每個(gè)棧幀中存儲(chǔ)的是一些局部變量表,操作數(shù),動(dòng)態(tài)鏈接和返回地址等,當(dāng)訪問(wèn)棧的時(shí)候,一次訪問(wèn)就可以獲取這些數(shù)據(jù),而java中訪問(wèn)堆對(duì)象的方式主要有2種:通過(guò)直接指針和句柄訪問(wèn),直接指針的方式有點(diǎn)類似于數(shù)組的首地址,通過(guò)直接指針能快速找到這個(gè)對(duì)象,只需1次訪問(wèn)。這種方式相比句柄的好處是速度更快,但缺點(diǎn)也很明細(xì):當(dāng)進(jìn)行g(shù)c的時(shí)候,地址會(huì)發(fā)生變化,而gc是很頻繁的。另一種方式是句柄,句柄就相當(dāng)于一個(gè)小區(qū)的門衛(wèi),當(dāng)你要找這個(gè)小區(qū)里的某個(gè)住戶時(shí)(這個(gè)住戶很有錢很任性,每天住在不同的樓層和房間),你要先去找門衛(wèi),門衛(wèi)會(huì)告訴你這個(gè)人他今天在哪棟樓哪個(gè)房間,然后你再到這個(gè)房間去找就行了。這樣一來(lái)你就需要訪問(wèn)2次(1次門衛(wèi),再根據(jù)門衛(wèi)去找住戶)。這樣速度自然就慢了,但這種方式的好處就是:通過(guò)門衛(wèi)你永遠(yuǎn)都能知道這個(gè)住戶在哪里,不管住戶怎么變(gc過(guò)程中對(duì)象會(huì)頻繁移動(dòng),導(dǎo)致地址會(huì)頻繁變更)。因此我的理解應(yīng)該是:如果堆使用的是直接指針的方式的話,從訪問(wèn)角度來(lái)說(shuō),應(yīng)該區(qū)別不大,當(dāng)然如果是句柄的方式,倒有些道理。
3、從cpu命中率角度分析
我們知道cpu有3級(jí)緩存,一級(jí)緩存速度最快,接近c(diǎn)pu的速度,但是一級(jí)緩存比較小,二級(jí)緩存速度次之,空間稍大,三級(jí)緩存速度又慢些,空間又大些,而且cpu讀取的時(shí)候是按行來(lái)讀取的,比如64位的機(jī)器每次讀取的就是64位,相當(dāng)于每次可以讀取2個(gè)int類型的長(zhǎng)度,每次讀取某個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候,可能會(huì)把相鄰的數(shù)據(jù)一塊讀取進(jìn)來(lái),而棧占用的空間小,這樣cpu的命中率會(huì)更高些,而且淘汰率會(huì)更低,而堆占用的空間大,相對(duì)來(lái)說(shuō),每次讀取命中率更低了,淘汰率也更高,因此從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),棧也比堆要快寫。
上面說(shuō)的是堆和棧的存儲(chǔ)速度區(qū)別,下面再來(lái)分析下靜態(tài)方法和非靜態(tài)方法的速度比較。
二、靜態(tài)方法和非靜態(tài)方法(已經(jīng)創(chuàng)建對(duì)象前提下)執(zhí)行性能分析
其實(shí)之前的直覺(jué)是靜態(tài)方法的訪問(wèn)速度應(yīng)該會(huì)比非靜態(tài)方法快,因?yàn)殪o態(tài)方法在加載類的時(shí)候就存到方法區(qū)了,運(yùn)行時(shí)可以直接調(diào)用,而非靜態(tài)方法調(diào)用時(shí)需要先初始化對(duì)象再來(lái)調(diào)用,那問(wèn)題來(lái)了:假如對(duì)象已經(jīng)初始化了,再調(diào)用靜態(tài)方法和非靜態(tài)方法哪個(gè)快呢?開始以為非靜態(tài)方法要快,因?yàn)榉庆o態(tài)方法是存儲(chǔ)在虛擬機(jī)棧中的,而棧的訪問(wèn)速度是比較快的,但是這并不嚴(yán)謹(jǐn),那就來(lái)個(gè)實(shí)驗(yàn)吧。
下圖是多次運(yùn)行的結(jié)果:
第一次:
第二次:
第三次:
第四次:
可以看到,循環(huán)10000次的結(jié)果里,非靜態(tài)方法的執(zhí)行速度4次里有3次都比靜態(tài)方法快。再來(lái)個(gè)100000次的循環(huán)看看結(jié)果:
第一次:
第二次:
第三次:
第四次:
這個(gè)就更明顯了,所以就實(shí)驗(yàn)結(jié)果而言,如果在已經(jīng)創(chuàng)建對(duì)象的前提下,非靜態(tài)方法的訪問(wèn)速度是比靜態(tài)方法的訪問(wèn)速度快的。但是至于原因,上面的理由感覺(jué)還是有點(diǎn)勉強(qiáng),依舊不是很清楚,歡迎各位大神指點(diǎn)。如果大家有任何疑問(wèn)請(qǐng)給我留言,小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)服務(wù)器之家網(wǎng)站的支持!
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