java性能優化筆記 —— for循環

pkhope 發布于2019-08-15 13:30 / 986人閱讀

摘要：異常捕獲在內部捕獲異常耗時優化后在外部捕獲異常耗時結論捕獲異常是很耗資源的，所以不要講放到循環內部。

1.多層嵌套循環

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("外大內小耗時："+ (endTime - stratTime));

優化后：

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("外小內大耗時："+(endTime - stratTime));

兩者耗時對比：

外大內小耗時：1582127649  
外小內大耗時：761666633

優化原理

我們先分析原代碼循環變量在實例化、初始化、比較、自增等方面的耗時情況：

優化前：

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

優化后：

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

結論

嵌套循環應該遵循“外小內大”的原則

2.循環變量的實例化應放在循環外

在1.中優化后的代碼基礎上，進行二次優化：

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("提取出循環內變量后耗時："+(endTime - stratTime));

結果如下：

 外小內大耗時：761666633  
 提取出循環內變量后耗時：748479323

優化并不明顯，但是當循環越大時，耗時會差距更大

## 優化原理
優化后：

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

結論

循環變量的實例化應該盡量放在循環外進行

3.提取與循環無關的表達式

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));

結論：

代碼中a+b與我們的循環無關，所以應該把它放到外面，避免重復計算。

4.消除循環終止判斷時的方法調用

stratTime = System.nanoTime();  
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {  
      
}  
endTime = System.nanoTime();  
System.out.println("未優化list耗時："+(endTime - stratTime));

優化后：

stratTime = System.nanoTime();  
int size = list.size();  
for (int i = 0; i < size; i++) {  
      
}  
endTime = System.nanoTime();  
System.out.println("優化list耗時："+(endTime - stratTime));

結論

list.size()每次循環都會被執行一次，這無疑會影響程序的性能，所以應該將其放到循環外面，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("在內部捕獲異常耗時："+(endTime - stratTime));

優化后：

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));

結論

捕獲異常是很耗資源的，所以不要講try catch放到循環內部。

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