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
InstanceOf是一个糟糕的面向对象设计的警告。
当前的jvm意味着instanceOf本身并不是一个性能问题。如果您发现自己经常使用它，特别是在核心功能方面，那么可能是时候考虑一下设计了。重构为更好的设计所带来的性能(和简单性/可维护性)收益将大大超过实际instanceOf调用所花费的实际处理器周期。
给出一个非常简单的编程示例。
if (SomeObject instanceOf Integer) {
[do something]
}
if (SomeObject instanceOf Double) {
[do something different]
}
是一个糟糕的架构，更好的选择是让SomeObject成为两个子类的父类，其中每个子类重写一个方法(doSomething)，这样代码看起来就像这样:
Someobject.doSomething();
德米安和保罗提到了一个很好的观点;然而，要执行的代码的位置实际上取决于你想如何使用数据……
我非常喜欢可以以多种方式使用的小型数据对象。如果你采用覆盖(多态)方法，你的对象只能被“一种方式”使用。
这就是模式发挥作用的地方……
您可以使用双重分派(如在访问者模式中)要求每个对象传递自身“调用您”——这将解析对象的类型。但是(再次)，您需要一个可以对所有可能的子类型“做一些事情”的类。
我更喜欢使用策略模式，在这种模式下，您可以为想要处理的每个子类型注册策略。大致如下。注意，这只有助于精确的类型匹配，但它具有可扩展的优势——第三方贡献者可以添加自己的类型和处理程序。(这对于OSGi这样的动态框架很好，可以添加新的包)
希望这能激发一些其他的想法……
package com.javadude.sample;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class StrategyExample {
static class SomeCommonSuperType {}
static class SubType1 extends SomeCommonSuperType {}
static class SubType2 extends SomeCommonSuperType {}
static class SubType3 extends SomeCommonSuperType {}
static interface Handler<T extends SomeCommonSuperType> {
Object handle(T object);
}
static class HandlerMap {
private Map<Class<? extends SomeCommonSuperType>, Handler<? extends SomeCommonSuperType>> handlers_ =
new HashMap<Class<? extends SomeCommonSuperType>, Handler<? extends SomeCommonSuperType>>();
public <T extends SomeCommonSuperType> void add(Class<T> c, Handler<T> handler) {
handlers_.put(c, handler);
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T extends SomeCommonSuperType> Object handle(T o) {
return ((Handler<T>) handlers_.get(o.getClass())).handle(o);
}
}
public static void main(String[] args) {
HandlerMap handlerMap = new HandlerMap();
handlerMap.add(SubType1.class, new Handler<SubType1>() {
@Override public Object handle(SubType1 object) {
System.out.println("Handling SubType1");
return null;
} });
handlerMap.add(SubType2.class, new Handler<SubType2>() {
@Override public Object handle(SubType2 object) {
System.out.println("Handling SubType2");
return null;
} });
handlerMap.add(SubType3.class, new Handler<SubType3>() {
@Override public Object handle(SubType3 object) {
System.out.println("Handling SubType3");
return null;
} });
SubType1 subType1 = new SubType1();
handlerMap.handle(subType1);
SubType2 subType2 = new SubType2();
handlerMap.handle(subType2);
SubType3 subType3 = new SubType3();
handlerMap.handle(subType3);
}
}
我有同样的问题，但因为我没有找到类似于我的用例的“性能指标”，我做了一些更多的示例代码。在我的硬件和Java 6和7上，instanceof和switch在1000万次迭代上的区别是
for 10 child classes - instanceof: 1200ms vs switch: 470ms
for 5 child classes - instanceof: 375ms vs switch: 204ms
因此，instanceof确实比较慢，特别是在大量的if-else-if语句上，但是在实际应用中差异可以忽略不计。
import java.util.Date;
public class InstanceOfVsEnum {
public static int c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8, c9, cA;
public static class Handler {
public enum Type { Type1, Type2, Type3, Type4, Type5, Type6, Type7, Type8, Type9, TypeA }
protected Handler(Type type) { this.type = type; }
public final Type type;
public static void addHandlerInstanceOf(Handler h) {
if( h instanceof H1) { c1++; }
else if( h instanceof H2) { c2++; }
else if( h instanceof H3) { c3++; }
else if( h instanceof H4) { c4++; }
else if( h instanceof H5) { c5++; }
else if( h instanceof H6) { c6++; }
else if( h instanceof H7) { c7++; }
else if( h instanceof H8) { c8++; }
else if( h instanceof H9) { c9++; }
else if( h instanceof HA) { cA++; }
}
public static void addHandlerSwitch(Handler h) {
switch( h.type ) {
case Type1: c1++; break;
case Type2: c2++; break;
case Type3: c3++; break;
case Type4: c4++; break;
case Type5: c5++; break;
case Type6: c6++; break;
case Type7: c7++; break;
case Type8: c8++; break;
case Type9: c9++; break;
case TypeA: cA++; break;
}
}
}
public static class H1 extends Handler { public H1() { super(Type.Type1); } }
public static class H2 extends Handler { public H2() { super(Type.Type2); } }
public static class H3 extends Handler { public H3() { super(Type.Type3); } }
public static class H4 extends Handler { public H4() { super(Type.Type4); } }
public static class H5 extends Handler { public H5() { super(Type.Type5); } }
public static class H6 extends Handler { public H6() { super(Type.Type6); } }
public static class H7 extends Handler { public H7() { super(Type.Type7); } }
public static class H8 extends Handler { public H8() { super(Type.Type8); } }
public static class H9 extends Handler { public H9() { super(Type.Type9); } }
public static class HA extends Handler { public HA() { super(Type.TypeA); } }
final static int cCycles = 10000000;
public static void main(String[] args) {
H1 h1 = new H1();
H2 h2 = new H2();
H3 h3 = new H3();
H4 h4 = new H4();
H5 h5 = new H5();
H6 h6 = new H6();
H7 h7 = new H7();
H8 h8 = new H8();
H9 h9 = new H9();
HA hA = new HA();
Date dtStart = new Date();
for( int i = 0; i < cCycles; i++ ) {
Handler.addHandlerInstanceOf(h1);
Handler.addHandlerInstanceOf(h2);
Handler.addHandlerInstanceOf(h3);
Handler.addHandlerInstanceOf(h4);
Handler.addHandlerInstanceOf(h5);
Handler.addHandlerInstanceOf(h6);
Handler.addHandlerInstanceOf(h7);
Handler.addHandlerInstanceOf(h8);
Handler.addHandlerInstanceOf(h9);
Handler.addHandlerInstanceOf(hA);
}
System.out.println("Instance of - " + (new Date().getTime() - dtStart.getTime()));
dtStart = new Date();
for( int i = 0; i < cCycles; i++ ) {
Handler.addHandlerSwitch(h1);
Handler.addHandlerSwitch(h2);
Handler.addHandlerSwitch(h3);
Handler.addHandlerSwitch(h4);
Handler.addHandlerSwitch(h5);
Handler.addHandlerSwitch(h6);
Handler.addHandlerSwitch(h7);
Handler.addHandlerSwitch(h8);
Handler.addHandlerSwitch(h9);
Handler.addHandlerSwitch(hA);
}
System.out.println("Switch of - " + (new Date().getTime() - dtStart.getTime()));
}
}
Instanceof非常快。它可以归结为用于类引用比较的字节码。在一个循环中尝试几百万个实例，自己看看。
我认为在本页提交一个反例来反驳“instanceof”的普遍共识是值得的。我发现我在一个内循环中有一些代码(在一些历史性的优化尝试中)
if (!(seq instanceof SingleItem)) {
seq = seq.head();
}
在SingleItem上调用head()返回的值不变。将代码替换为
seq = seq.head();
让我从269毫秒加速到169ms，尽管事实上在循环中发生了一些相当繁重的事情，比如字符串到双精度转换。当然，加速可能更多是由于消除了条件分支，而不是消除了操作符本身的实例;但我觉得值得一提。
