JVM調(diào)優(yōu)（三）
本文內(nèi)容
- Tomcat8的優(yōu)化
- 看懂Java底層字節(jié)碼
- 編碼的優(yōu)化建議
1、Tomcat8優(yōu)化
tomcat服務(wù)器在JavaEE項(xiàng)目中使用率非常高，所以在生產(chǎn)環(huán)境對tomcat的優(yōu)化也變得非常重要了。
對于tomcat的優(yōu)化，主要是從2個(gè)方面入手，一是，tomcat自身的配置，另一個(gè)是tomcat所運(yùn)行的jvm虛擬機(jī)的調(diào)優(yōu)。
下面我們將從這2個(gè)方面進(jìn)行講解。
1.1、Tomcat配置優(yōu)化
1.1.1、部署安裝tomcat8
下載并安裝：
https://tomcat.apache.org/download-80.cgi
cd /tmp
wget http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/tomcat/tomcat-8/v8.5.34/bin/apache-tomcat-8.5.34.tar.gz
tar -xvf apache-tomcat-8.5.34.tar.gz
cd apache-tomcat-8.5.34/conf
#修改配置文件，配置tomcat的管理用戶
vim tomcat-users.xml
#寫入如下內(nèi)容：
<role rolename="manager"/>
<role rolename="manager-gui"/>
<role rolename="admin"/>
<role rolename="admin-gui"/>
<user username="tomcat" password="tomcat" roles="admin-gui,admin,manager-gui,manager"/>
#保存退出
#如果是tomcat7，配置了tomcat用戶就可以登錄系統(tǒng)了，但是tomcat8中不行，還需要修改另一個(gè)配置文件，否則訪問不了，提示403
vim webapps/manager/META-INF/context.xml
#將<Valve的內(nèi)容注釋掉
```xml
<Context antiResourceLocking="false" privileged="true" >
<!-- <Valve className="org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve"
allow="127\.\d+\.\d+\.\d+|::1|0:0:0:0:0:0:0:1" /> -->
<Manager sessionAttributeValueClassNameFilter="java\.lang\.(?:Boolean|Integer|Long|Number|String)|org\.apache\.catalina\.filters\.CsrfPreventionFilter\$LruCache(?:\$1)?|java\.util\.(?:Linked)?HashMap"/>
</Context>
```
#保存退出即可
#啟動(dòng)tomcat
cd /tmp/apache-tomcat-8.5.34/bin/
./startup.sh && tail -f ../logs/catalina.out
#打開瀏覽器進(jìn)行測試訪問
http://192.168.40.133:8080/
tomcat首頁
點(diǎn)擊“Server Status”，輸入用戶名、密碼進(jìn)行登錄，tomcat/tomcat
登錄
登錄成功
進(jìn)入之后即可看到服務(wù)的信息。
1.1.2、禁用AJP連接
在服務(wù)狀態(tài)頁面中可以看到，默認(rèn)狀態(tài)下會(huì)啟用AJP服務(wù)，并且占用8009端口。
AJP服務(wù)
什么是AJP呢？
AJP（Apache JServer Protocol）
AJPv13協(xié)議是面向包的。WEB服務(wù)器和Servlet容器通過TCP連接來交互；為了節(jié)省SOCKET創(chuàng)建的昂貴代價(jià)，WEB服務(wù)器會(huì)嘗試維護(hù)一個(gè)永久TCP連接到servlet容器，并且在多個(gè)請求和響應(yīng)周期過程會(huì)重用連接。
Web客戶端訪問Tomcat
我們一般是使用Nginx+tomcat的架構(gòu)，所以用不著AJP協(xié)議，所以把AJP連接器禁用。
修改conf下的server.xml文件，將AJP服務(wù)禁用掉即可。
<Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
修改為：
<!-- <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" /> -->
重啟tomcat，查看效果。
刪除了AJP服務(wù)
可以看到AJP服務(wù)已經(jīng)不存在了。
1.1.3、執(zhí)行器（線程池）
在tomcat中每一個(gè)用戶請求都是一個(gè)線程，所以可以使用線程池提高性能。
修改server.xml文件：
<!--將注釋打開-->
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true" maxQueueSize="100"/>
<!--
參數(shù)說明：
maxThreads：最大并發(fā)數(shù)，默認(rèn)設(shè)置 200，一般建議在 500 ~ 1000，根據(jù)硬件設(shè)施和業(yè)務(wù)來判斷
minSpareThreads：Tomcat 初始化時(shí)創(chuàng)建的線程數(shù)，默認(rèn)設(shè)置 25
prestartminSpareThreads： 在 Tomcat 初始化的時(shí)候就初始化 minSpareThreads 的參數(shù)值，如果不等于 true，minSpareThreads 的值就沒啥效果了
maxQueueSize，最大的等待隊(duì)列數(shù)，超過則拒絕請求
-->
<!--在Connector中設(shè)置executor屬性指向上面的執(zhí)行器-->
<Connector executor="tomcatThreadPool" port="8080" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
保存退出，重啟tomcat，查看效果。
prestartminSpareThreads="true"
在頁面中顯示最大線程數(shù)為-1，這個(gè)是正常的，僅僅是顯示的問題，實(shí)際使用的指定的值。
1.1.4、3種運(yùn)行模式
tomcat的運(yùn)行模式有3種：
- bio
默認(rèn)的模式,性能非常低下,沒有經(jīng)過任何優(yōu)化處理和支持. - nio
nio(new I/O)，是Java SE 1.4及后續(xù)版本提供的一種新的I/O操作方式(即java.nio包及其子包)。Java nio是一個(gè)基于緩沖區(qū)、并能提供非阻塞I/O操作的Java API，因此nio也被看成是non-blocking I/O的縮寫。它擁有比傳統(tǒng)I/O操作(bio)更好的并發(fā)運(yùn)行性能。 - apr
安裝起來最困難,但是從操作系統(tǒng)級(jí)別來解決異步的IO問題,大幅度的提高性能.
推薦使用nio，不過，在tomcat8中有最新的nio2，速度更快，建議使用nio2.
設(shè)置nio2：
<Connector executor="tomcatThreadPool" port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
nio2
可以看到已經(jīng)設(shè)置為nio2了。
1.2、部署測試用的java web項(xiàng)目
為了方便測試性能，我們將部署一個(gè)java web項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目本身和本文章沒有什么關(guān)系，僅僅用于測試，你可以自己部署一個(gè)自己已有的項(xiàng)目。
注意：這里在測試時(shí)，我們使用一個(gè)新的tomcat，進(jìn)行測試，后面再對其進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，再測試。
1.2.1、創(chuàng)建dashboard數(shù)據(jù)庫
在資料中找到sql腳本文件dashboard.sql，在linux服務(wù)器上執(zhí)行。
cat dashboard.sql | mysql -uroot -proot
創(chuàng)建完成后，可以得到三張表。
1.2.2、部署web應(yīng)用
將sufeng-dashboard-web.war，上傳到linux服務(wù)器，進(jìn)行部署安裝。
cd /tmp/apache-tomcat-8.5.34/webapps
rm -rf *
mkdir ROOT
cd ROOT/
rz上傳war包
jar -xvf sufeng-dashboard-web.war
rm -rf sufeng-dashboard-web.war
#修改數(shù)據(jù)庫配置文件
cd /tmp/apache-tomcat-8.5.34/webapps/ROOT/WEB-INF/classes
vim jdbc.properties
#這里根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行配置
jdbc.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
jdbc.url=jdbc:mysql://node01:3306/dashboard?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=true
jdbc.username=root
jdbc.password=root
重新啟動(dòng)tomcat。
訪問首頁，確保項(xiàng)目啟動(dòng)成功：http://192.168.40.133:8080/index
1.3、使用Apache JMeter進(jìn)行測試
Apache Jmeter是開源的壓力測試工具，我們借助于此工具進(jìn)行測試，將測試出tomcat的吞吐量等信息。
1.3.1、下載安裝
下載地址：http://jmeter.apache.org/download_jmeter.cgi
下載zip
安裝：直接將下載好的zip壓縮包進(jìn)行解壓即可。
解壓完成
進(jìn)入bin目錄，找到j(luò)meter.bat文件，雙機(jī)打開即可啟動(dòng)。
可執(zhí)行文件
1.3.2、修改主題和語言
默認(rèn)的主題是黑色風(fēng)格的主題并且語言是英語，這樣不太方便使用，所以需要修改下主題和中文語言。
修改主題
接下來設(shè)置語言為簡體中文。
設(shè)置語言
1.3.3、創(chuàng)建首頁的測試用例
第一步：保存測試用例
保存測試用例
第二步：添加線程組，使用線程模擬用戶的并發(fā)
添加線程組
設(shè)置線程組參數(shù)
1000個(gè)線程，每個(gè)線程循環(huán)10次，也就是tomcat會(huì)接收到10000個(gè)請求。
第三步：添加http請求
添加http請求
設(shè)置http請求參數(shù)
第四步：添加請求監(jiān)控
添加請求監(jiān)控
測試準(zhǔn)備預(yù)覽
1.3.4、啟動(dòng)、進(jìn)行測試
啟動(dòng)
1.3.5、聚合報(bào)告
在聚合報(bào)告中，重點(diǎn)看吞吐量。
聚合報(bào)告
1.4、調(diào)整tomcat參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化
通過上面測試可以看出，tomcat在不做任何調(diào)整時(shí)，吞吐量為73次/秒。
1.4.1、禁用AJP服務(wù)
禁用AJP服務(wù)
聚合報(bào)告
可以看到，禁用AJP服務(wù)后，吞吐量會(huì)有所提升。
當(dāng)然了，測試不一定準(zhǔn)確，需要多測試幾次才能看出是否有提升。
1.4.2、設(shè)置線程池
通過設(shè)置線程池，調(diào)整線程池相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行測試tomcat的性能。
1.4.2.1、最大線程數(shù)為500，初始為50
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true"/>
測試結(jié)果：
聚合報(bào)告
吞吐量為133次/秒，性能有所提升。
1.4.2.2、最大線程數(shù)為1000，初始為200
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
maxThreads="1000" minSpareThreads="200" prestartminSpareThreads="true"/>
聚合報(bào)告
吞吐量為151，性能有所提升。
1.4.2.3、最大線程數(shù)為5000，初始為1000
是否是線程數(shù)最多，速度越快呢？ 我們來測試下。
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
maxThreads="5000" minSpareThreads="1000" prestartminSpareThreads="true"/>
聚合報(bào)告
可以看到，雖然最大線程已經(jīng)設(shè)置到5000，但是實(shí)際測試效果并不理想，并且平均的響應(yīng)時(shí)間也邊長了，所以單純靠提升線程數(shù)量是不能一直得到性能提升的。
1.4.2.4、設(shè)置最大等待隊(duì)列數(shù)
默認(rèn)情況下，請求發(fā)送到tomcat，如果tomcat正忙，那么該請求會(huì)一直等待。這樣雖然可以保證每個(gè)請求都能請求到，但是請求時(shí)間就會(huì)邊長。
有些時(shí)候，我們也不一定要求請求一定等待，可以設(shè)置最大等待隊(duì)列大小，如果超過就不等待了。這樣雖然有些請求是失敗的，但是請求時(shí)間會(huì)雖短。典型的應(yīng)用：12306。
<!--最大等待數(shù)為100-->
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
maxThreads="500" minSpareThreads="100" prestartminSpareThreads="true" maxQueueSize="100"/>
聚合報(bào)告
測試結(jié)果：
- 平均響應(yīng)時(shí)間：2.5秒
- 響應(yīng)時(shí)間明顯縮短
- 錯(cuò)誤率：54.17%
- 錯(cuò)誤率提升到一半，也可以理解，最大線程為500，測試的并發(fā)為1000
- 吞吐量：281次/秒
- 吞吐量明顯提升
結(jié)論：響應(yīng)時(shí)間、吞吐量這2個(gè)指標(biāo)需要找到平衡才能達(dá)到更好的性能。
1.4.3、設(shè)置nio2的運(yùn)行模式
將最大線程設(shè)置為500進(jìn)行測試：
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true"/>
<!-- 設(shè)置nio2 -->
<Connector executor="tomcatThreadPool" port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
聚合報(bào)告
可以看到，平均響應(yīng)時(shí)間有縮短，吞吐量有提升，可以得出結(jié)論：nio2的性能要高于nio。
1.5、調(diào)整JVM參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化
接下來，測試通過jvm參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，為了測試一致性，依然將最大線程數(shù)設(shè)置為500，啟用nio2運(yùn)行模式。
1.5.1、設(shè)置并行垃圾回收器
#年輕代、老年代均使用并行收集器，初始堆內(nèi)存64M，最大堆內(nèi)存512M
JAVA_OPTS="-XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC -Xms64m -Xmx512m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../logs/gc.log"
聚合報(bào)告
測試結(jié)果與默認(rèn)的JVM參數(shù)結(jié)果接近。（執(zhí)行了2次測試，結(jié)果是第二次測試的結(jié)果）
1.5.2、查看gc日志文件
將gc.log文件上傳到gceasy.io查看gc中是否存在問題。
問題一：
問題一
在報(bào)告中顯示，在5次GC時(shí)，系統(tǒng)所消耗的時(shí)間大于用戶時(shí)間，這反應(yīng)出的服務(wù)器的性能存在瓶頸，調(diào)度CPU等資源所消耗的時(shí)間要長一些。
問題二：
問題二
可以關(guān)鍵指標(biāo)中可以看出，吞吐量表現(xiàn)不錯(cuò)，但是gc時(shí)，線程的暫停時(shí)間稍有點(diǎn)長。
問題三：
問題三
通過GC的統(tǒng)計(jì)可以看出：
- 年輕代的gc有74次，次數(shù)稍有多，說明年輕代設(shè)置的大小不合適需要調(diào)整
- FullGC有8次，說明堆內(nèi)存的大小不合適，需要調(diào)整
問題四
從GC原因的可以看出，年輕代大小設(shè)置不合理，導(dǎo)致了多次GC。
1.5.3、調(diào)整年輕代大小
JAVA_OPTS="-XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC -Xms128m -Xmx1024m -XX:NewSize=64m -XX:MaxNewSize=256m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../logs/gc.log"
將初始堆大小設(shè)置為128m，最大為1024m
初始年輕代大小64m，年輕代最大256m
從測試結(jié)果來看，吞吐量以及響應(yīng)時(shí)間均有提升。
查看gc日志：
1538015127822.png
1538015681175.png
可以看到GC次數(shù)要明顯減少，說明調(diào)整是有效的。
1.5.4、設(shè)置G1垃圾回收器
#設(shè)置了最大停頓時(shí)間100毫秒，初始堆內(nèi)存128m，最大堆內(nèi)存1024m
JAVA_OPTS="-XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -Xms128m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../logs/gc.log"
測試結(jié)果：
1538016117073.png
1538019458636.png
1538019510782.png
可以看到，吞吐量有所提升，評價(jià)響應(yīng)時(shí)間也有所縮短。
1.5.5、小結(jié)
通過上述的測試，可以總結(jié)出，對tomcat性能優(yōu)化就是需要不斷的進(jìn)行調(diào)整參數(shù)，然后測試結(jié)果，可能會(huì)調(diào)優(yōu)也可能會(huì)調(diào)差，這時(shí)就需要借助于gc的可視化工具來看gc的情況。再幫我我們做出決策應(yīng)該調(diào)整哪些參數(shù)。
2、JVM字節(jié)碼
前面我們通過tomcat本身的參數(shù)以及jvm的參數(shù)對tomcat做了優(yōu)化，其實(shí)要想將應(yīng)用程序跑的更快、效率更高，除了對tomcat容器以及jvm優(yōu)化外，應(yīng)用程序代碼本身如果寫的效率不高的，那么也是不行的，所以，對于程序本身的優(yōu)化也就很重要了。
對于程序本身的優(yōu)化，可以借鑒很多前輩們的經(jīng)驗(yàn)，但是有些時(shí)候，在從源碼角度方面分析的話，不好鑒別出哪個(gè)效率高，如對字符串拼接的操作，是直接“+”號(hào)拼接效率高還是使用StringBuilder效率高？
這個(gè)時(shí)候，就需要通過查看編譯好的class文件中字節(jié)碼，就可以找到答案。
我們都知道，java編寫應(yīng)用，需要先通過javac命令編譯成class文件，再通過jvm執(zhí)行，jvm執(zhí)行時(shí)是需要將class文件中的字節(jié)碼載入到j(luò)vm進(jìn)行運(yùn)行的。
2.1、通過javap命令查看class文件的字節(jié)碼內(nèi)容
首先，看一個(gè)簡單的Test1類的代碼：
package cn.sufeng.jvm;
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 2;
int b = 5;
int c = b - a;
System.out.println(c);
}
}
通過javap命令查看class文件中的字節(jié)碼內(nèi)容：
javap -v Test1.class > Test1.txt
javap用法: javap <options> <classes>
其中, 可能的選項(xiàng)包括:
-help --help -? 輸出此用法消息
-version 版本信息
-v -verbose 輸出附加信息
-l 輸出行號(hào)和本地變量表
-public 僅顯示公共類和成員
-protected 顯示受保護(hù)的/公共類和成員
-package 顯示程序包/受保護(hù)的/公共類
和成員 (默認(rèn))
-p -private 顯示所有類和成員
-c 對代碼進(jìn)行反匯編
-s 輸出內(nèi)部類型簽名
-sysinfo 顯示正在處理的類的
系統(tǒng)信息 (路徑, 大小, 日期, MD5 散列)
-constants 顯示最終常量
-classpath <path> 指定查找用戶類文件的位置
-cp <path> 指定查找用戶類文件的位置
-bootclasspath <path> 覆蓋引導(dǎo)類文件的位置
查看Test1.txt文件，內(nèi)容如下：
Classfile /F:/code/sufeng-jvm/sufeng-jvm-test/target/classes/cn/sufeng/jvm/Test1.class
Last modified 2018-9-27; size 577 bytes
MD5 checksum 4214859db3543c0c783ec8a216a4795f
Compiled from "Test1.java"
public class cn.sufeng.jvm.Test1
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Methodref #5.#23 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Fieldref #24.#25 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#3 = Methodref #26.#27 // java/io/PrintStream.println:(I)V
#4 = Class #28 // cn/itcast/jvm/Test1
#5 = Class #29 // java/lang/Object
#6 = Utf8 <init>
#7 = Utf8 ()V
#8 = Utf8 Code
#9 = Utf8 LineNumberTable
#10 = Utf8 LocalVariableTable
#11 = Utf8 this
#12 = Utf8 Lcn/itcast/jvm/Test1;
#13 = Utf8 main
#14 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
#15 = Utf8 args
#16 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#17 = Utf8 a
#18 = Utf8 I
#19 = Utf8 b
#20 = Utf8 c
#21 = Utf8 SourceFile
#22 = Utf8 Test1.java
#23 = NameAndType #6:#7 // "<init>":()V
#24 = Class #30 // java/lang/System
#25 = NameAndType #31:#32 // out:Ljava/io/PrintStream;
#26 = Class #33 // java/io/PrintStream
#27 = NameAndType #34:#35 // println:(I)V
#28 = Utf8 cn/itcast/jvm/Test1
#29 = Utf8 java/lang/Object
#30 = Utf8 java/lang/System
#31 = Utf8 out
#32 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#33 = Utf8 java/io/PrintStream
#34 = Utf8 println
#35 = Utf8 (I)V
{
public cn.sufeng.jvm.Test1();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 3: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcn/sufeng/jvm/Test1;
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=2, locals=4, args_size=1
0: iconst_2
1: istore_1
2: iconst_5
3: istore_2
4: iload_2
5: iload_1
6: isub
7: istore_3
8: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
11: iload_3
12: invokevirtual #3 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
15: return
LineNumberTable:
line 6: 0
line 7: 2
line 8: 4
line 9: 8
line 10: 15
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 16 0 args [Ljava/lang/String;
2 14 1 a I
4 12 2 b I
8 8 3 c I
}
SourceFile: "Test1.java"
內(nèi)容大致分為4個(gè)部分：
第一部分：顯示了生成這個(gè)class的java源文件、版本信息、生成時(shí)間等。
第二部分：顯示了該類中所涉及到常量池，共35個(gè)常量。
第三部分：顯示該類的構(gòu)造器，編譯器自動(dòng)插入的。
第四部分：顯示了main方的信息。（這個(gè)是需要我們重點(diǎn)關(guān)注的）
2.2、常量池
官網(wǎng)文檔：
https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html#jvms-4.4-140
| Constant Type | Value | 說明 |
|---|---|---|
CONSTANT_Class |
7 | 類或接口的符號(hào)引用 |
CONSTANT_Fieldref |
9 | 字段的符號(hào)引用 |
CONSTANT_Methodref |
10 | 類中方法的符號(hào)引用 |
CONSTANT_InterfaceMethodref |
11 | 接口中方法的符號(hào)引用 |
CONSTANT_String |
8 | 字符串類型常量 |
CONSTANT_Integer |
3 | 整形常量 |
CONSTANT_Float |
4 | 浮點(diǎn)型常量 |
CONSTANT_Long |
5 | 長整型常量 |
CONSTANT_Double |
6 | 雙精度浮點(diǎn)型常量 |
CONSTANT_NameAndType |
12 | 字段或方法的符號(hào)引用 |
CONSTANT_Utf8 |
1 | UTF-8編碼的字符串 |
CONSTANT_MethodHandle |
15 | 表示方法句柄 |
CONSTANT_MethodType |
16 | 標(biāo)志方法類型 |
CONSTANT_InvokeDynamic |
18 | 表示一個(gè)動(dòng)態(tài)方法調(diào)用點(diǎn) |
2.3、描述符
2.3.1、字段描述符
官網(wǎng)：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html#jvms-4.3.2
| FieldType term | Type | Interpretation |
|---|---|---|
B |
byte |
signed byte |
C |
char |
Unicode character code point in the Basic Multilingual Plane, encoded with UTF-16 |
D |
double |
double-precision floating-point value |
F |
float |
single-precision floating-point value |
I |
int |
integer |
J |
long |
long integer |
LClassName; |
reference |
an instance of class ClassName |
S |
short |
signed short |
Z |
boolean |
true or false
|
[ |
reference |
one array dimension |
2.3.2、方法描述符
官網(wǎng)：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html#jvms-4.3.3
示例：
The method descriptor for the method:
Object m(int i, double d, Thread t) {...}
is:
(IDLjava/lang/Thread;)Ljava/lang/Object;
2.4、解讀方法字節(jié)碼
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V //方法描述，V表示該方法的放回值為void
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC // 方法修飾符，public、static的
Code:
// stack=2,操作棧的大小為2、locals=4，本地變量表大小，args_size=1, 參數(shù)的個(gè)數(shù)
stack=2, locals=4, args_size=1
0: iconst_2 //將數(shù)字2值壓入操作棧，位于棧的最上面
1: istore_1 //從操作棧中彈出一個(gè)元素(數(shù)字2)，放入到本地變量表中，位于下標(biāo)為1的位置（下標(biāo)為0的是this）
2: iconst_5 //將數(shù)字5值壓入操作棧，位于棧的最上面
3: istore_2 //從操作棧中彈出一個(gè)元素(5)，放入到本地變量表中，位于第下標(biāo)為2個(gè)位置
4: iload_2 //將本地變量表中下標(biāo)為2的位置元素壓入操作棧（5）
5: iload_1 //將本地變量表中下標(biāo)為1的位置元素壓入操作棧（2）
6: isub //操作棧中的2個(gè)數(shù)字相減
7: istore_3 // 將相減的結(jié)果壓入到本地本地變量表中，位于下標(biāo)為3的位置
// 通過#2號(hào)找到對應(yīng)的常量，即可找到對應(yīng)的引用
8: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
11: iload_3 //將本地變量表中下標(biāo)為3的位置元素壓入操作棧（3）
// 通過#3號(hào)找到對應(yīng)的常量，即可找到對應(yīng)的引用，進(jìn)行方法調(diào)用
12: invokevirtual #3 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
15: return //返回
LineNumberTable: //行號(hào)的列表
line 6: 0
line 7: 2
line 8: 4
line 9: 8
line 10: 15
LocalVariableTable: // 本地變量表
Start Length Slot Name Signature
0 16 0 args [Ljava/lang/String;
2 14 1 a I
4 12 2 b I
8 8 3 c I
}
SourceFile: "Test1.java"
2.4.1、圖解
1538065414765.png
1538065819308.png
1538066340000.png
1538066431935.png
2.5、研究 i++ 與 ++i 的不同
我們都知道，i++表示，先返回再+1，++i表示，先+1再返回。它的底層是怎么樣的呢? 我們一起探究下。
編寫測試代碼：
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
new Test2().method1();
new Test2().method2();
}
public void method1(){
int i = 1;
int a = i++;
System.out.println(a); //打印1
}
public void method2(){
int i = 1;
int a = ++i;
System.out.println(a);//打印2
}
}
2.5.1、查看class字節(jié)碼
Classfile /F:/code/sufeng-jvm/sufeng-jvm-test/target/classes/cn/sufeng/jvm/Test2.class
MD5 checksum 901660fc11c43b6daadd0942150960ed
Compiled from "Test2.java"
public class cn.sufeng.jvm.Test2
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Methodref #8.#27 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Class #28 // cn/itcast/jvm/Test2
#3 = Methodref #2.#27 // cn/itcast/jvm/Test2."<init>":()V
#4 = Methodref #2.#29 // cn/itcast/jvm/Test2.method1:()V
#5 = Methodref #2.#30 // cn/itcast/jvm/Test2.method2:()V
#6 = Fieldref #31.#32 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#7 = Methodref #33.#34 // java/io/PrintStream.println:(I)V
#8 = Class #35 // java/lang/Object
#9 = Utf8 <init>
#10 = Utf8 ()V
#11 = Utf8 Code
#12 = Utf8 LineNumberTable
#13 = Utf8 LocalVariableTable
#14 = Utf8 this
#15 = Utf8 Lcn/sufeng/jvm/Test2;
#16 = Utf8 main
#17 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
#18 = Utf8 args
#19 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#20 = Utf8 method1
#21 = Utf8 i
#22 = Utf8 I
#23 = Utf8 a
#24 = Utf8 method2
#25 = Utf8 SourceFile
#26 = Utf8 Test2.java
#27 = NameAndType #9:#10 // "<init>":()V
#28 = Utf8 cn/sufeng/jvm/Test2
#29 = NameAndType #20:#10 // method1:()V
#30 = NameAndType #24:#10 // method2:()V
#31 = Class #36 // java/lang/System
#32 = NameAndType #37:#38 // out:Ljava/io/PrintStream;
#33 = Class #39 // java/io/PrintStream
#34 = NameAndType #40:#41 // println:(I)V
#35 = Utf8 java/lang/Object
#36 = Utf8 java/lang/System
#37 = Utf8 out
#38 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#39 = Utf8 java/io/PrintStream
#40 = Utf8 println
#41 = Utf8 (I)V
{
public cn.sufeng.jvm.Test2();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 3: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcn/sufeng/jvm/Test2;
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: new #2 // class cn/sufeng/jvm/Test2
3: dup
4: invokespecial #3 // Method "<init>":()V
7: invokevirtual #4 // Method method1:()V
10: new #2 // class cn/sufeng/jvm/Test2
13: dup
14: invokespecial #3 // Method "<init>":()V
17: invokevirtual #5 // Method method2:()V
20: return
LineNumberTable:
line 6: 0
line 7: 10
line 8: 20
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 21 0 args [Ljava/lang/String;
public void method1();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=3, args_size=1
0: iconst_1
1: istore_1
2: iload_1
3: iinc 1, 1
6: istore_2
7: getstatic #6 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
10: iload_2
11: invokevirtual #7 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
14: return
LineNumberTable:
line 11: 0
line 12: 2
line 13: 7
line 14: 14
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 15 0 this Lcn/itcast/jvm/Test2;
2 13 1 i I
7 8 2 a I
public void method2();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=3, args_size=1
0: iconst_1
1: istore_1
2: iinc 1, 1
5: iload_1
6: istore_2
7: getstatic #6 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
10: iload_2
11: invokevirtual #7 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
14: return
LineNumberTable:
line 17: 0
line 18: 2
line 19: 7
line 20: 14
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 15 0 this Lcn/itcast/jvm/Test2;
2 13 1 i I
7 8 2 a I
}
SourceFile: "Test2.java"
2.5.2、對比
i++：
0: iconst_1 //將數(shù)字1壓入到操作棧
1: istore_1 //將數(shù)字1從操作棧彈出，壓入到本地變量表中，下標(biāo)為1
2: iload_1 //從本地變量表中獲取下標(biāo)為1的數(shù)據(jù)，壓入到操作棧中
3: iinc 1, 1 // 將本地變量中的1，再+1
6: istore_2 // 將數(shù)字1從操作棧彈出，壓入到本地變量表中，下標(biāo)為2
7: getstatic #6 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
10: iload_2 //從本地變量表中獲取下標(biāo)為2的數(shù)據(jù)，壓入到操作棧中
11: invokevirtual #7 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
14: return
++i：
0: iconst_1 //將數(shù)字1壓入到操作棧
1: istore_1 //將數(shù)字1從操作棧彈出，壓入到本地變量表中，下標(biāo)為1
2: iinc 1, 1// 將本地變量中的1，再+1
5: iload_1 //從本地變量表中獲取下標(biāo)為1的數(shù)據(jù)（2），壓入到操作棧中
6: istore_2 //將數(shù)字2從操作棧彈出，壓入到本地變量表中，下標(biāo)為2
7: getstatic #6 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
10: iload_2 //從本地變量表中獲取下標(biāo)為2的數(shù)據(jù)（2），壓入到操作棧中
11: invokevirtual #7 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
14: return
區(qū)別：
- i++
- 只是在本地變量中對數(shù)字做了相加，并沒有將數(shù)據(jù)壓入到操作棧
- 將前面拿到的數(shù)字1，再次從操作棧中拿到，壓入到本地變量中
- ++i
- 將本地變量中的數(shù)字做了相加，并且將數(shù)據(jù)壓入到操作棧
- 將操作棧中的數(shù)據(jù)，再次壓入到本地變量中
小結(jié)：可以通過查看字節(jié)碼的方式對代碼的底層做研究，探究其原理。
2.6、字符串拼接
字符串的拼接在開發(fā)過程中使用是非常頻繁的，常用的方式有三種：
- +號(hào)拼接： str+"456"
- StringBuilder拼接
- StringBuffer拼接
StringBuffer是保證線程安全的，效率是比較低的，我們更多的是使用場景是不會(huì)涉及到線程安全的問題的，所以更多的時(shí)候會(huì)選擇StringBuilder，效率會(huì)高一些。
那么，問題來了，StringBuilder和“+”號(hào)拼接，哪個(gè)效率高呢？接下來我們通過字節(jié)碼的方式進(jìn)行探究。
首先，編寫個(gè)示例：
package cn.sufeng.jvm;
public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
new Test3().m1();
new Test3().m2();
}
public void m1(){
String s1 = "123";
String s2 = "456";
String s3 = s1 + s2;
System.out.println(s3);
}
public void m2(){
String s1 = "123";
String s2 = "456";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(s1);
sb.append(s2);
String s3 = sb.toString();
System.out.println(s3);
}
}
查看Test3.class的字節(jié)碼
Classfile /F:/code/sufeng-jvm/sufeng-jvm-test/target/classes/cn/sufeng/jvm/Test3.class
MD5 checksum b3f7629e7e37768b9b5581be01df40d6
Compiled from "Test3.java"
public class cn.sufeng.jvm.Test3
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Methodref #14.#36 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Class #37 // cn/itcast/jvm/Test3
#3 = Methodref #2.#36 // cn/sufeng/jvm/Test3."<init>":()V
#4 = Methodref #2.#38 // cn/sufeng/jvm/Test3.m1:()V
#5 = Methodref #2.#39 // cn/sufeng/jvm/Test3.m2:()V
#6 = String #40 // 123
#7 = String #41 // 456
#8 = Class #42 // java/lang/StringBuilder
#9 = Methodref #8.#36 // java/lang/StringBuilder."<init>":()V
#10 = Methodref #8.#43 // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#11 = Methodref #8.#44 // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
#12 = Fieldref #45.#46 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#13 = Methodref #47.#48 // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
#14 = Class #49 // java/lang/Object
#15 = Utf8 <init>
#16 = Utf8 ()V
#17 = Utf8 Code
#18 = Utf8 LineNumberTable
#19 = Utf8 LocalVariableTable
#20 = Utf8 this
#21 = Utf8 Lcn/sufeng/jvm/Test3;
#22 = Utf8 main
#23 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
#24 = Utf8 args
#25 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#26 = Utf8 m1
#27 = Utf8 s1
#28 = Utf8 Ljava/lang/String;
#29 = Utf8 s2
#30 = Utf8 s3
#31 = Utf8 m2
#32 = Utf8 sb
#33 = Utf8 Ljava/lang/StringBuilder;
#34 = Utf8 SourceFile
#35 = Utf8 Test3.java
#36 = NameAndType #15:#16 // "<init>":()V
#37 = Utf8 cn/sufeng/jvm/Test3
#38 = NameAndType #26:#16 // m1:()V
#39 = NameAndType #31:#16 // m2:()V
#40 = Utf8 123
#41 = Utf8 456
#42 = Utf8 java/lang/StringBuilder
#43 = NameAndType #50:#51 // append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#44 = NameAndType #52:#53 // toString:()Ljava/lang/String;
#45 = Class #54 // java/lang/System
#46 = NameAndType #55:#56 // out:Ljava/io/PrintStream;
#47 = Class #57 // java/io/PrintStream
#48 = NameAndType #58:#59 // println:(Ljava/lang/String;)V
#49 = Utf8 java/lang/Object
#50 = Utf8 append
#51 = Utf8 (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#52 = Utf8 toString
#53 = Utf8 ()Ljava/lang/String;
#54 = Utf8 java/lang/System
#55 = Utf8 out
#56 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#57 = Utf8 java/io/PrintStream
#58 = Utf8 println
#59 = Utf8 (Ljava/lang/String;)V
{
public cn.sufeng.jvm.Test3();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 3: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcn/sufeng/jvm/Test3;
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: new #2 // class cn/sufeng/jvm/Test3
3: dup
4: invokespecial #3 // Method "<init>":()V
7: invokevirtual #4 // Method m1:()V
10: new #2 // class cn/sufeng/jvm/Test3
13: dup
14: invokespecial #3 // Method "<init>":()V
17: invokevirtual #5 // Method m2:()V
20: return
LineNumberTable:
line 6: 0
line 7: 10
line 8: 20
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 21 0 args [Ljava/lang/String;
public void m1();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=4, args_size=1
0: ldc #6 // String 123
2: astore_1
3: ldc #7 // String 456
5: astore_2
6: new #8 // class java/lang/StringBuilder
9: dup
10: invokespecial #9 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
13: aload_1
14: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
17: aload_2
18: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
21: invokevirtual #11 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
24: astore_3
25: getstatic #12 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
28: aload_3
29: invokevirtual #13 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
32: return
LineNumberTable:
line 11: 0
line 12: 3
line 13: 6
line 14: 25
line 15: 32
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 33 0 this Lcn/itcast/jvm/Test3;
3 30 1 s1 Ljava/lang/String;
6 27 2 s2 Ljava/lang/String;
25 8 3 s3 Ljava/lang/String;
public void m2();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=5, args_size=1
0: ldc #6 // String 123
2: astore_1
3: ldc #7 // String 456
5: astore_2
6: new #8 // class java/lang/StringBuilder
9: dup
10: invokespecial #9 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
13: astore_3
14: aload_3
15: aload_1
16: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
19: pop
20: aload_3
21: aload_2
22: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
25: pop
26: aload_3
27: invokevirtual #11 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
30: astore 4
32: getstatic #12 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
35: aload 4
37: invokevirtual #13 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
40: return
LineNumberTable:
line 18: 0
line 19: 3
line 20: 6
line 21: 14
line 22: 20
line 23: 26
line 24: 32
line 25: 40
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 41 0 this Lcn/itcast/jvm/Test3;
3 38 1 s1 Ljava/lang/String;
6 35 2 s2 Ljava/lang/String;
14 27 3 sb Ljava/lang/StringBuilder;
32 9 4 s3 Ljava/lang/String;
}
SourceFile: "Test3.java"
從解字節(jié)碼中可以看出，m1()方法源碼中是使用+號(hào)拼接，但是在字節(jié)碼中也被編譯成了StringBuilder方式。
所以，可以得出結(jié)論，字符串拼接，+號(hào)和StringBuilder是相等的，效率一樣。
接下來，我們再看一個(gè)案例：
package cn.sufeng.jvm;
public class Test4 {
public static void main(String[] args) {
new Test4().m1();
new Test4().m2();
}
public void m1(){
String str = "";
for (int i = 0; i < 5; i++) {
str = str + i;
}
System.out.println(str);
}
public void m2(){
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
sb.append(i);
}
System.out.println(sb.toString());
}
}
m1() 與 m2() 哪個(gè)方法的效率高？
依然是通過字節(jié)碼的方式進(jìn)行探究。
Classfile /F:/code/sufeng-jvm/sufeng-jvm-test/target/classes/cn/sufeng/jvm/Test4.class
MD5 checksum f87a55446b8b6cd88b6e54bd5edcc9dc
Compiled from "Test4.java"
public class cn.sufeng.jvm.Test4
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Methodref #14.#39 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Class #40 // cn/sufeng/jvm/Test4
#3 = Methodref #2.#39 // cn/sufeng/jvm/Test4."<init>":()V
#4 = Methodref #2.#41 // cn/sufeng/jvm/Test4.m1:()V
#5 = Methodref #2.#42 // cn/sufeng/jvm/Test4.m2:()V
#6 = String #43 //
#7 = Class #44 // java/lang/StringBuilder
#8 = Methodref #7.#39 // java/lang/StringBuilder."<init>":()V
#9 = Methodref #7.#45 // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#10 = Methodref #7.#46 // java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
#11 = Methodref #7.#47 // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
#12 = Fieldref #48.#49 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#13 = Methodref #50.#51 // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
#14 = Class #52 // java/lang/Object
#15 = Utf8 <init>
#16 = Utf8 ()V
#17 = Utf8 Code
#18 = Utf8 LineNumberTable
#19 = Utf8 LocalVariableTable
#20 = Utf8 this
#21 = Utf8 Lcn/sufeng/jvm/Test4;
#22 = Utf8 main
#23 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
#24 = Utf8 args
#25 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#26 = Utf8 m1
#27 = Utf8 i
#28 = Utf8 I
#29 = Utf8 str
#30 = Utf8 Ljava/lang/String;
#31 = Utf8 StackMapTable
#32 = Class #53 // java/lang/String
#33 = Utf8 m2
#34 = Utf8 sb
#35 = Utf8 Ljava/lang/StringBuilder;
#36 = Class #44 // java/lang/StringBuilder
#37 = Utf8 SourceFile
#38 = Utf8 Test4.java
#39 = NameAndType #15:#16 // "<init>":()V
#40 = Utf8 cn/sufeng/jvm/Test4
#41 = NameAndType #26:#16 // m1:()V
#42 = NameAndType #33:#16 // m2:()V
#43 = Utf8
#44 = Utf8 java/lang/StringBuilder
#45 = NameAndType #54:#55 // append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#46 = NameAndType #54:#56 // append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
#47 = NameAndType #57:#58 // toString:()Ljava/lang/String;
#48 = Class #59 // java/lang/System
#49 = NameAndType #60:#61 // out:Ljava/io/PrintStream;
#50 = Class #62 // java/io/PrintStream
#51 = NameAndType #63:#64 // println:(Ljava/lang/String;)V
#52 = Utf8 java/lang/Object
#53 = Utf8 java/lang/String
#54 = Utf8 append
#55 = Utf8 (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#56 = Utf8 (I)Ljava/lang/StringBuilder;
#57 = Utf8 toString
#58 = Utf8 ()Ljava/lang/String;
#59 = Utf8 java/lang/System
#60 = Utf8 out
#61 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#62 = Utf8 java/io/PrintStream
#63 = Utf8 println
#64 = Utf8 (Ljava/lang/String;)V
{
public cn.sufeng.jvm.Test4();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 3: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcn/sufeng/jvm/Test4;
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: new #2 // class cn/sufeng/jvm/Test4
3: dup
4: invokespecial #3 // Method "<init>":()V
7: invokevirtual #4 // Method m1:()V
10: new #2 // class cn/sufeng/jvm/Test4
13: dup
14: invokespecial #3 // Method "<init>":()V
17: invokevirtual #5 // Method m2:()V
20: return
LineNumberTable:
line 6: 0
line 7: 10
line 8: 20
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 21 0 args [Ljava/lang/String;
public void m1();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=3, args_size=1
0: ldc #6 // String
2: astore_1 // 將空字符串壓入到本地變量表中的下標(biāo)為1的位置
3: iconst_0 // 將數(shù)字0壓入操作棧頂
4: istore_2 // 將棧頂數(shù)字0壓入到本地變量表中的下標(biāo)為2的位置
5: iload_2 // 將本地變量中下標(biāo)為2的數(shù)字0壓入操作棧頂
6: iconst_5 // 將數(shù)字5壓入操作棧頂
7: if_icmpge 35 //比較棧頂兩int型數(shù)值大小，當(dāng)結(jié)果大于等于0時(shí)跳轉(zhuǎn)到35
10: new #7 // class java/lang/StringBuilder
13: dup //復(fù)制棧頂數(shù)值并將復(fù)制值壓入棧頂(數(shù)字5)
14: invokespecial #8 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
17: aload_1
18: invokevirtual #9 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
21: iload_2 //將本地變量中下標(biāo)為2的數(shù)字0壓入操作棧頂
22: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
25: invokevirtual #11 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
28: astore_1
29: iinc 2, 1
32: goto 5
35: getstatic #12 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
38: aload_1
39: invokevirtual #13 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
42: return
LineNumberTable:
line 11: 0
line 12: 3
line 13: 10
line 12: 29
line 15: 35
line 16: 42
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
5 30 2 i I
0 43 0 this Lcn/sufeng/jvm/Test4;
3 40 1 str Ljava/lang/String;
StackMapTable: number_of_entries = 2
frame_type = 253 /* append */
offset_delta = 5
locals = [ class java/lang/String, int ]
frame_type = 250 /* chop */
offset_delta = 29
public void m2();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=3, args_size=1
0: new #7 // class java/lang/StringBuilder
3: dup
4: invokespecial #8 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
7: astore_1
8: iconst_0
9: istore_2
10: iload_2
11: iconst_5
12: if_icmpge 27
15: aload_1
16: iload_2
17: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
20: pop
21: iinc 2, 1
24: goto 10
27: getstatic #12 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
30: aload_1
31: invokevirtual #11 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
34: invokevirtual #13 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
37: return
LineNumberTable:
line 19: 0
line 20: 8
line 21: 15
line 20: 21
line 23: 27
line 24: 37
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
10 17 2 i I
0 38 0 this Lcn/sufeng/jvm/Test4;
8 30 1 sb Ljava/lang/StringBuilder;
StackMapTable: number_of_entries = 2
frame_type = 253 /* append */
offset_delta = 10
locals = [ class java/lang/StringBuilder, int ]
frame_type = 250 /* chop */
offset_delta = 16
}
SourceFile: "Test4.java"
可以看到，m1()方法中的循環(huán)體內(nèi)，每一次循環(huán)都會(huì)創(chuàng)建StringBuilder對象，效率低于m2()方法。
2.7、小結(jié)
使用字節(jié)碼的方式可以很好查看代碼底層的執(zhí)行，從而可以看出哪些實(shí)現(xiàn)效率高，哪些實(shí)現(xiàn)效率低。可以更好的對我們的代碼做優(yōu)化。讓程序執(zhí)行效率更高。
3、代碼優(yōu)化
優(yōu)化，不僅僅是在運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，還需要在代碼本身做優(yōu)化，如果代碼本身存在性能問題，那么在其他方面再怎么優(yōu)化也不可能達(dá)到效果最優(yōu)的。
3.1、盡可能使用局部變量
調(diào)用方法時(shí)傳遞的參數(shù)以及在調(diào)用中創(chuàng)建的臨時(shí)變量都保存在棧中速度較快，其他變量，如靜態(tài)變量、實(shí)例變量等，都在堆中創(chuàng)建，速度較慢。另外，棧中創(chuàng)建的變量，隨著方法的運(yùn)行結(jié)束，這些內(nèi)容就沒了，不需要額外的垃圾回收。
3.2、盡量減少對變量的重復(fù)計(jì)算
明確一個(gè)概念，對方法的調(diào)用，即使方法中只有一句語句，也是有消耗的。所以例如下面的操作：
for (int i = 0; i < list.size(); i++)
{...}
建議替換為：
int length = list.size();
for (int i = 0, i < length; i++)
{...}
這樣，在list.size()很大的時(shí)候，就減少了很多的消耗。
3.3、盡量采用懶加載的策略，即在需要的時(shí)候才創(chuàng)建
String str = "aaa";
if (i == 1){
list.add(str);
}
//建議替換成
if (i == 1){
String str = "aaa";
list.add(str);
}
3.4、異常不應(yīng)該用來控制程序流程
異常對性能不利。拋出異常首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的對象，Throwable接口的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用名為fillInStackTrace()的本地同步方 法，fillInStackTrace()方法檢查堆棧，收集調(diào)用跟蹤信息。只要有異常被拋出，Java虛擬機(jī)就必須調(diào)整調(diào)用堆棧，因?yàn)樵谔幚磉^程中創(chuàng)建 了一個(gè)新的對象。異常只能用于錯(cuò)誤處理，不應(yīng)該用來控制程序流程。
3.5、不要將數(shù)組聲明為public static final
因?yàn)檫@毫無意義，這樣只是定義了引用為static final，數(shù)組的內(nèi)容還是可以隨意改變的，將數(shù)組聲明為public更是一個(gè)安全漏洞，這意味著這個(gè)數(shù)組可以被外部類所改變。
3.6、不要?jiǎng)?chuàng)建一些不使用的對象，不要導(dǎo)入一些不使用的類
這毫無意義，如果代碼中出現(xiàn)"The value of the local variable i is not used"、"The import java.util is never used"，那么請刪除這些無用的內(nèi)容
3.7、程序運(yùn)行過程中避免使用反射
反射是Java提供給用戶一個(gè)很強(qiáng)大的功能，功能強(qiáng)大往往意味著效率不高。不建議在程序運(yùn)行過程中使用尤其是頻繁使用反射機(jī)制，特別是 Method的invoke方法。
如果確實(shí)有必要，一種建議性的做法是將那些需要通過反射加載的類在項(xiàng)目啟動(dòng)的時(shí)候通過反射實(shí)例化出一個(gè)對象并放入內(nèi)存。
3.8、使用數(shù)據(jù)庫連接池和線程池
這兩個(gè)池都是用于重用對象的，前者可以避免頻繁地打開和關(guān)閉連接，后者可以避免頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程。
3.9、容器初始化時(shí)盡可能指定長度
容器初始化時(shí)盡可能指定長度，如：new ArrayList<>(10); new HashMap<>(32); 避免容器長度不足時(shí)，擴(kuò)容帶來的性能損耗。
3.10、ArrayList隨機(jī)遍歷快，LinkedList添加刪除快
3.11、使用Entry遍歷Map
Map<String,String> map = new HashMap<>();
for (Map.Entry<String,String> entry : map.entrySet()) {
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
}
避免使用這種方式：
Map<String,String> map = new HashMap<>();
for (String key : map.keySet()) {
String value = map.get(key);
}
3.12、不要手動(dòng)調(diào)用System.gc();
3.13、String盡量少用正則表達(dá)式
正則表達(dá)式雖然功能強(qiáng)大，但是其效率較低，除非是有需要，否則盡可能少用。
replace() 不支持正則
replaceAll() 支持正則
如果僅僅是字符的替換建議使用replace()。
3.14、日志的輸出要注意級(jí)別
// 當(dāng)前的日志級(jí)別是error
LOGGER.info("保存出錯(cuò)！" + user);
3.15、對資源的close()建議分開操作
try{
XXX.close();
YYY.close();
}
catch (Exception e){
...
}
// 建議改為
try{
XXX.close();
}
catch (Exception e){
...
}
try{
YYY.close();
}
catch (Exception e){
...
}
