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?
当前回答
我基于jmh-java-benchmark- prototype:2.21编写了一个性能测试。JDK为openjdk, version为1.8.0_212。测试机器是mac pro。 测试结果为:
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
MyBenchmark.getClasses thrpt 30 510.818 ± 4.190 ops/us
MyBenchmark.instanceOf thrpt 30 503.826 ± 5.546 ops/us
结果表明:getClass优于instanceOf，这与其他测试结果相反。然而，我不知道为什么。
测试代码如下:
public class MyBenchmark {
public static final Object a = new LinkedHashMap<String, String>();
@Benchmark
@BenchmarkMode(Mode.Throughput)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MICROSECONDS)
public boolean instanceOf() {
return a instanceof Map;
}
@Benchmark
@BenchmarkMode(Mode.Throughput)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MICROSECONDS)
public boolean getClasses() {
return a.getClass() == HashMap.class;
}
public static void main(String[] args) throws RunnerException {
Options opt =
new OptionsBuilder().include(MyBenchmark.class.getSimpleName()).warmupIterations(20).measurementIterations(30).forks(1).build();
new Runner(opt).run();
}
}
其他回答
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。
将决定性能影响的项目有:
The number of possible classes for which the instanceof operator could return true The distribution of your data - are most of the instanceof operations resolved in the first or second attempt? You'll want to put your most likely to return true operations first. The deployment environment. Running on a Sun Solaris VM is significantly different than Sun's Windows JVM. Solaris will run in 'server' mode by default, while Windows will run in client mode. The JIT optimizations on Solaris, will make all method access able the same.
我为四种不同的分派方法创建了一个微基准测试。Solaris的结果如下所示，数值越小越快:
InstanceOf 3156
class== 2925
OO 3083
Id 3067
很难说一个特定的JVM是如何实现实例的，但在大多数情况下，对象与结构相当，类也是如此，每个对象结构都有一个指向它是实例的类结构的指针。实际上是instanceof for
if (o instanceof java.lang.String)
可能和下面的C代码一样快
if (objectStruct->iAmInstanceOf == &java_lang_String_class)
假设JIT编译器已经就位，并且工作出色。
考虑到这只是访问一个指针，在指针指向的某个偏移量处获得一个指针，并将其与另一个指针进行比较(这基本上与测试32位数字是否相等相同)，我认为操作实际上可以非常快。
但是，这并不一定是必须的，它在很大程度上取决于JVM。但是，如果这将成为代码中的瓶颈操作，我认为JVM实现相当糟糕。即使没有JIT编译器，只解释代码，也应该能够在几乎没有时间的情况下创建一个实例测试。
instanceof非常快，只需要几个CPU指令。
显然，如果一个类X没有加载子类(JVM知道)，instanceof可以被优化为:
x instanceof X
==> x.getClass()==X.class
==> x.classID == constant_X_ID
主要的花费只是阅读!
如果X确实加载了子类，则需要更多的读取操作;他们可能住在一起，所以额外的费用也很低。
大家好!
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。
