为什么传递两个字符串参数比一个列表参数更有效

Question

下面的代码分别调用两个简单的函数100亿次。

public class PerfTest {
    private static long l = 0;

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("a", "b");
        long time1 = System.currentTimeMillis();
        for (long i = 0; i < 1E10; i++) {
            func1("a", "b");
        }
        long time2 = System.currentTimeMillis();
        for (long i = 0; i < 1E10; i++) {
            func2(list);
        }
        System.out.println((time2 - time1) + "/" + (System.currentTimeMillis() - time2));
    }

    private static void func1(String s1, String s2) { l++; }
    private static void func2(List<String> sl) { l++; }
}

我的假设是这两个调用的性能几乎相同。如果有的话，我会猜到传递两个参数会比传递一个稍微慢一些。鉴于所有参数都是对象引用，我并不期望其中一个参数是列表这一事实会产生任何差异。

我运行了多次测试，一个典型的结果是“12781/30536”。换句话说，使用两个字符串的调用需要13秒，使用列表的调用需要30秒。

更新

这不是一个公平的测试，原因很多。然而，它确实演示了Java编译器的真实行为。请注意以下两个添加部分来演示这一点：

• 向函数中添加表达式s1.getClass()和sl.getClass()使两个函数调用perfom相同
• 使用-xx:-TieredCompility运行测试还会使两个函数调用执行相同的操作

Answer 1

基准是不公平的，然而，它揭示了一个有趣的影响。

正如Sotirios Delimanolis所注意到的，性能差异是因为func1是由HotSpot编译器内联的，而func2不是。原因是list类型的func2参数，该类在执行基准期间从未解析。

请注意，实际未使用List类：未调用列表方法，未声明List类型的字段，未进行类强制转换，也未执行通常导致类解析的其他操作。如果在代码中的任何位置添加list类的用法，则func2将内联。

影响编译策略的另一个因素是方法的简单性。它是如此的简单，以至于JVM已经决定在第1层(C1中编译它，没有进一步的优化）。如果它是用C2编译的，list类将被解析。尝试使用-xx:-TieredCompility运行，您将看到func2成功内联，并且执行速度与func1一样快。

手动编写逼真的微基准是一项非常困难的工作。有很多方面可能导致混乱的结果，例如内联、死代码消除、堆栈替换、概要文件污染、重新编译等等，这就是为什么强烈建议使用正确的基准测试工具，如JMH。一个手写的基准可以很容易地骗过JVM。特别是，真正的html" target="_blank">应用程序不太可能有带有从未使用过的类的方法。