我正在开发一个应用程序,其中一个设计方法涉及到大量使用instanceof操作符。虽然我知道OO设计通常试图避免使用instanceof,但那是另一回事,这个问题纯粹与性能有关。我想知道是否对性能有影响?和==一样快吗?

例如,我有一个有10个子类的基类。在接受基类的单个函数中,我检查类是否是子类的实例并执行一些例程。

我想到的另一种解决方法是使用“type id”整数原语,并使用位掩码来表示子类的类别,然后对子类“type id”与表示类别的常量掩码进行位掩码比较。

instanceof是否被JVM优化得更快?我想坚持使用Java,但应用程序的性能至关重要。如果有人曾经在这条路上走过,可以提供一些建议,那就太棒了。我是不是太挑剔了,或者专注在错误的地方去优化?


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我只是做了一个简单的测试,看看instanceOf的性能如何与对一个只有一个字母的字符串对象的简单s.equals()调用进行比较。

在10.000.000循环中,instanceOf给了我63-96ms,而字符串equals给了我106-230ms

我使用java jvm 6。

所以在我的简单测试中,做一个instanceOf而不是一个字符串比较更快。

使用Integer的.equals()而不是string的给了我相同的结果,只有当我使用== I比instanceOf快20ms(在10.000.000循环中)

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我只是做了一个简单的测试,看看instanceOf的性能如何与对一个只有一个字母的字符串对象的简单s.equals()调用进行比较。

在10.000.000循环中,instanceOf给了我63-96ms,而字符串equals给了我106-230ms

我使用java jvm 6。

所以在我的简单测试中,做一个instanceOf而不是一个字符串比较更快。

使用Integer的.equals()而不是string的给了我相同的结果,只有当我使用== I比instanceOf快20ms(在10.000.000循环中)

方法

我写了一个基准程序来评估不同的实现:

实例实现(作为参考) 通过抽象类和@Override测试方法实现面向对象 使用自己的类型实现 getClass() == _.class实现

我使用jmh运行了100个预热调用、1000个测试迭代和10个分支的基准测试。因此,每个选项都测量了10,000次,在我的MacBook Pro上运行macOS 10.12.4和Java 1.8的整个基准测试需要12:18:57。该基准衡量每个选项的平均时间。要了解更多细节,请参阅我在GitHub上的实现。

为了完整起见:这个答案和我的基准有一个以前的版本。

结果

| Operation  | Runtime in nanoseconds per operation | Relative to instanceof |
|------------|--------------------------------------|------------------------|
| INSTANCEOF | 39,598 ± 0,022 ns/op                 | 100,00 %               |
| GETCLASS   | 39,687 ± 0,021 ns/op                 | 100,22 %               |
| TYPE       | 46,295 ± 0,026 ns/op                 | 116,91 %               |
| OO         | 48,078 ± 0,026 ns/op                 | 121,42 %               |

博士tl;

在Java 1.8中,instanceof是最快的方法,尽管getClass()非常接近。

关于Peter Lawrey的注释,final类不需要instanceof,只需使用一个引用相等,请小心!即使最终的类不能扩展,也不能保证它们由相同的类加载器加载。只有在绝对肯定这段代码只有一个类加载器时,才使用x.getClass() == SomeFinal.class或类似的类加载器。

现代JVM/JIT编译器已经消除了大多数传统的“慢”操作对性能的影响,包括instanceof、异常处理、反射等。

正如Donald Knuth所写的,“我们应该忘记小的效率,大约97%的时候:过早的优化是万恶之源。”instanceof的性能可能不是问题,所以在确定问题所在之前,不要浪费时间想出奇异的解决方案。

如果速度是您的唯一目标,那么使用int常量来标识子类似乎可以节省几毫秒的时间

static final int ID_A = 0;
static final int ID_B = 1;
abstract class Base {
  final int id;
  Base(int i) { id = i; }
}
class A extends Base {
 A() { super(ID_A); }
}
class B extends Base {
 B() { super(ID_B); }
}
...
Base obj = ...
switch(obj.id) {
case  ID_A: .... break;
case  ID_B: .... break;
}

糟糕的OO设计,但如果你的性能分析表明这是你的瓶颈,那么也许。在我的代码中,分派代码占用了总执行时间的10%,这可能有助于1%的总速度提高。