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java性能優(yōu)化筆記 —— for循環(huán)

pkhope / 1034人閱讀

摘要：異常捕獲在內(nèi)部捕獲異常耗時優(yōu)化后在外部捕獲異常耗時結(jié)論捕獲異常是很耗資源的，所以不要講放到循環(huán)內(nèi)部。

1.多層嵌套循環(huán) 
stratTime = System.nanoTime();  
for (int i = 0; i <10000 ; i++) {  
    for (int j = 0; j < 100; j++) {
        for (int k = 0; k < 10; k++) {  
            testFunction(i, j, k);
        }
    }
}
System.out.println("外大內(nèi)小耗時："+ (endTime - stratTime));

優(yōu)化后：

stratTime = System.nanoTime();  
for (int i = 0; i <10 ; i++) {  
    for (int j = 0; j < 100; j++) {
        for (int k = 0; k < 10000; k++) {  
            testFunction(i, j, k);
        }
    }
}
endTime = System.nanoTime();  
System.out.println("外小內(nèi)大耗時："+(endTime - stratTime));

兩者耗時對比：

外大內(nèi)小耗時：1582127649  
外小內(nèi)大耗時：761666633
優(yōu)化原理

我們先分析原代碼循環(huán)變量在實例化、初始化、比較、自增等方面的耗時情況：

優(yōu)化前：

變量 實例化(次數(shù)) 初始化(次數(shù)) 比較(次數(shù)) 自增(次數(shù))
i 1 1 10000 10000
j 10000 10000 10000*100 10000*100
k 10000*100 10000*100 1000010010 1000010010

優(yōu)化后：

變量 實例化(次數(shù)) 初始化(次數(shù)) 比較(次數(shù)) 自增(次數(shù))
i 1 1 10 10
j 10 10 10*100 10*100
k 10*100 10*100 1010010000 1010010000
結(jié)論

嵌套循環(huán)應(yīng)該遵循“外小內(nèi)大”的原則

2.循環(huán)變量的實例化應(yīng)放在循環(huán)外

在1.中優(yōu)化后的代碼基礎(chǔ)上，進行二次優(yōu)化：

stratTime = System.nanoTime();  
int i, j, k;
for (i = 0; i <10 ; i++) {  
    for (j = 0; j < 100; j++) {
        for (k = 0; k < 10000; k++) {  
            testFunction(i, j, k);
        }
    }
}
endTime = System.nanoTime();  
System.out.println("提取出循環(huán)內(nèi)變量后耗時："+(endTime - stratTime));

結(jié)果如下：

 外小內(nèi)大耗時：761666633  
 提取出循環(huán)內(nèi)變量后耗時：748479323

優(yōu)化并不明顯，但是當(dāng)循環(huán)越大時，耗時會差距更大

## 優(yōu)化原理
優(yōu)化后：

變量 實例化(次數(shù)) 初始化(次數(shù)) 比較(次數(shù)) 自增(次數(shù))
i 1 1 10 10
j 1 10 10*100 10*100
k 1 10*100 1010010000 1010010000
結(jié)論

循環(huán)變量的實例化應(yīng)該盡量放在循環(huán)外進行

3.提取與循環(huán)無關(guān)的表達式 
stratTime = System.nanoTime();  
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {  
    i=i*a*b;  
}  
endTime = System.nanoTime();  
System.out.println("未提取耗時："+(endTime - stratTime));

優(yōu)化后：

stratTime = System.nanoTime();  
c = a*b;  
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {  
    i=i*c;  
}  
endTime = System.nanoTime();  
System.out.println("已提取耗時："+(endTime - stratTime));
結(jié)論：

代碼中a+b與我們的循環(huán)無關(guān)，所以應(yīng)該把它放到外面，避免重復(fù)計算。

4.消除循環(huán)終止判斷時的方法調(diào)用 
stratTime = System.nanoTime();  
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {  
      
}  
endTime = System.nanoTime();  
System.out.println("未優(yōu)化list耗時："+(endTime - stratTime));

優(yōu)化后：

stratTime = System.nanoTime();  
int size = list.size();  
for (int i = 0; i < size; i++) {  
      
}  
endTime = System.nanoTime();  
System.out.println("優(yōu)化list耗時："+(endTime - stratTime));
結(jié)論

list.size()每次循環(huán)都會被執(zhí)行一次，這無疑會影響程序的性能，所以應(yīng)該將其放到循環(huán)外面，用一個變量來代替。

5.異常捕獲 
 stratTime = System.nanoTime();  
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {  
    try {  
    } catch (Exception e) {  
    }  
}  
endTime = System.nanoTime();  
System.out.println("在內(nèi)部捕獲異常耗時："+(endTime - stratTime));

優(yōu)化后：

stratTime = System.nanoTime();  
try {  
    for (int i = 0; i < 10000000; i++) {  
    }  
} catch (Exception e) {  
  
}  
endTime = System.nanoTime();  
System.out.println("在外部捕獲異常耗時："+(endTime - stratTime));
結(jié)論

捕獲異常是很耗資源的，所以不要講try catch放到循環(huán)內(nèi)部。

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