【Java】變量聲明在循環(huán)體內(nèi)還是循環(huán)體外你用哪一個(gè)？

引言

最近刷知乎的時(shí)候看到一個(gè)比較有意思的問題，變量聲明在循環(huán)體內(nèi)還是循環(huán)體外？這個(gè)問題有人認(rèn)為應(yīng)該定義循環(huán)體外，不應(yīng)該定義在循環(huán)體內(nèi)。很多java代碼優(yōu)化建議都有這么一條建議：循環(huán)內(nèi)不要不斷創(chuàng)建對(duì)象引用 例如：

for (int i = 1; i <= count; i++){
    Object obj = new Object();
}

這種做法會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存中有count份Object對(duì)象引用存在，count很大的話，就耗費(fèi)內(nèi)存了，建議為改為：

Object obj = null;
for (int i = 0; i <= count; i++) {
    obj = new Object();
}

這樣的話，內(nèi)存中只有一份Object對(duì)象引用，每次new Object()的時(shí)候，Object對(duì)象引用指向不同的Object罷了，但是內(nèi)存中只有一份，這樣就大大節(jié)省了內(nèi)存空間了。這條建議應(yīng)該也出現(xiàn)過在很多公司的代碼規(guī)范上了吧。下面我們就來(lái)分析下變量聲明在循環(huán)體內(nèi)和變量聲明循環(huán)體外的情況。

效率對(duì)比

首先我們先來(lái)看看寫在循環(huán)體內(nèi)和詢環(huán)體外的效率比對(duì),測(cè)試代碼如下：

/**
 * @author: 公眾號(hào)【java金融】
 * @Date: 
 * @Description:
 */

@BenchmarkMode(Mode.AverageTime) // 測(cè)試完成時(shí)間
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@Warmup(iterations = 2) // 預(yù)熱 2 輪，每次 1s
@Measurement(iterations = 5) // 測(cè)試 5 輪，每次 1s
@Fork(1) // fork 1 個(gè)線程
@State(Scope.Thread)
public class ForEachBenchMark {


    public static void main(String[] args) throws RunnerException {
        Options opt = new OptionsBuilder()
                .include(ForEachBenchMark.class.getSimpleName())
                .result("result.json")
                .resultFormat(ResultFormatType.JSON).build();
        new Runner(opt).run();
    }

    @Param(value = {"10", "50", "100"})
    private int length;


    /**
     * 循環(huán)體外創(chuàng)建對(duì)象
     * @param blackhole
     */
    @Benchmark
    public void outsideLoop(Blackhole blackhole) {
        Object object = null;
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            object = new Object();
            blackhole.consume(object);
        }


    }

    /**
     * 循環(huán)體內(nèi)創(chuàng)建對(duì)象
     * @param blackhole
     */
    @Benchmark
    public void insideLoop(Blackhole blackhole) {
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            Object object = new Object();
            blackhole.consume(object);

        }

    }
}

測(cè)試結(jié)果如下：

Benchmark                     (length)  Mode  Cnt    Score    Error  Units
ForEachBenchMark.insideLoop         10  avgt    5   58.629 ±  8.857  ns/op
ForEachBenchMark.insideLoop         50  avgt    5  293.726 ±  1.856  ns/op
ForEachBenchMark.insideLoop        100  avgt    5  587.185 ± 40.424  ns/op
ForEachBenchMark.outsideLoop        10  avgt    5   59.563 ±  5.057  ns/op
ForEachBenchMark.outsideLoop        50  avgt    5  305.829 ± 27.476  ns/op
ForEachBenchMark.outsideLoop       100  avgt    5  584.853 ± 20.289  ns/op

我們可以發(fā)現(xiàn)不管在循環(huán)外創(chuàng)建對(duì)象和循環(huán)內(nèi)創(chuàng)建對(duì)象時(shí)間幾乎都是一樣的。

字節(jié)碼對(duì)比

下面我們準(zhǔn)備兩個(gè)測(cè)試類

public class InsideTest {
    public static int count = 100;
    public List<Object> insideLoop() {
        List<Object> list = new ArrayList<>();
        int n = 0;
        for (; ; ) {
            if (n > count) {
              break;
            }
            Object o = new Object();
            list.add(o);
        }
        Object b = 2;
        return list;
    }
}

public class OutsideTest {
    public static int count = 100;
public List<Object> outsideLoop() {
        List<Object> list = new ArrayList<>();
       Object o = null;
       int n = 0;
       for (; ; ) {
           if (n > count) {
               break;
           }
            o = new Object();
            list.add(o);
        }
        Object b = 2;
        return list;
    }

這兩個(gè)編譯后字節(jié)碼幾乎一模一樣，除了循環(huán)體外（OutsideTest ）常量池多了一個(gè)Object o = null變量還有的話就是LocalVariableTable有點(diǎn)區(qū)別，變量在循環(huán)體內(nèi)的話公用了一個(gè)變量槽（o和b變量） outsideLoop在stack frame中定義了4個(gè)slot, 而intsideLoop只定義了3個(gè)slot 在outsideLoop中，變量o和b分別占用了不同的slot，在intsideLoop中，變量o和b復(fù)用一個(gè)slot。所以outsideLoop的stack frame比intsideLoop多占用1個(gè)solt內(nèi)存。執(zhí)行以下命令就可以找到字節(jié)碼中的LocalVariableTable。

javac -g  OutsideTest.java
javap -v  OutsideTest.class

   LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
           28       8     3     o   Ljava/lang/Object;
            0      46     0  this   Lcom/workit/autoconfigure/autoconfigure/controller/InsideTest;
            8      38     1  list   Ljava/util/List;
           10      36     2     n   I
           44       2     3     b   Ljava/lang/Object;

  LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      49     0  this   Lcom/workit/autoconfigure/autoconfigure/controller/OutsideTest;
            8      41     1  list   Ljava/util/List;
           10      39     2     o   Ljava/lang/Object;
           12      37     3     n   I
           47       2     4     b   Ljava/lang/Object;

這是比較極端的情況下有1個(gè)solt的差距，如果把上述的代碼 Object b = 2;就不會(huì)存在solt復(fù)用了。

總結(jié)

整體看下來(lái)貌似內(nèi)存和效率都差不多。從“「局部變量作用域最小化」”原則上來(lái)說，變量聲明在循環(huán)體內(nèi)更合適一點(diǎn)，這樣代碼的閱讀性更好。

結(jié)束

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