深度比较Java循环的性能

     Java语言中，常用的循环语句有4种。这些循环是编写Java代码必然会涉及到的控制流语句，片段代码如下。

    1. For each 语句

       这个循环式在Java5中引进的，优点是很简洁。

     

private List<Integer> list = new ArrayList<>();for(Integer i : list){    // 业务逻辑}

    2. 使用list.size()作为状态

    

private List<Integer> list = new ArrayList<>();for(int j = 0; j < list.size() ; j++){    //业务逻辑}

    3. 初始化本地变量size

private List<Integer> list = new ArrayList<>();int size  =  list.size()for(int j = 0; j < list.size() ; j++){    //}

    4. 初始化计时器的值

private List<Integer> list = new ArrayList<>();for(int j = list.size(); j > size ; j--){    //业务逻辑}

    比较这4种方式的性能，请看下面的程序。

public class LoopPerformance {    private static List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(1000000);    static {        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {            list.add(i);        }    }    public void testLoopPerformance(){        long startTime;        long endTime;        //style 1        startTime = System.nanoTime();        for (Integer i : list) {            //        }        endTime = System.nanoTime();        System.out.println("For each loop :: " + (endTime - startTime) + " ms");        //style 2        startTime = System.nanoTime();        for (int j = 0; j < list.size(); j++) {            //        }        endTime = System.nanoTime();        System.out.println("Using collection.size() :: " + (endTime - startTime) + " ms");        //style 3        startTime = System.nanoTime();        int size = list.size();        for (int j = 0; j < size; j++) {            //        }        endTime = System.nanoTime();        System.out.println("Using [int size = list.size(); int j = 0; j < size ; j++] :: " + (endTime - startTime) + " ms");        //style 4        startTime = System.nanoTime();        for (int j = list.size(); j > 0; j--) {            //System.out.println(j);        }        endTime = System.nanoTime();        System.out.println("Using [int j = list.size(); j > 0 ; j--] :: " + (endTime - startTime) + " ms");    }    public static void main(String[] args) {        new LoopPerformance().testLoopPerformance();    }}

输出结果：

For each loop :: 48459306 ms
Using collection.size() :: 13065838 ms
Using [int size = list.size(); int j = 0; j < size ; j++] :: 12495 ms
Using [int j = list.size(); j > 0 ; j--] :: 9371 ms

       显然，style 1 时间消耗最大，随后是style2。而style 3 和tyle 4的性能差别不大，可以考虑这两者是一样的。为什么会有这样的结果呢？ 
       style 3 和style 4它们都采用了collection集合的初始值，然后，在循环中用到。唯一的区别在于使用上，一个是作为状态比较，而另一个则作为变量的初始值。style 2使用size()作为循环判断的标准，每次作比较的时，它都会被调用一次。尽管JVM优化了内联调用以及其他优化，但是，多为大量的调用，必然会花费不必要的时间。需要知道，这样编码，在机器上执行的代码语句(字节码)更多。style 4 是最花费性能的，原因是它内部使用循环的迭代iterator 形式。创建interator和调用interator.get() 上花费很多的时间。