问:Java中的异常处理真的很慢吗?

传统观点以及大量谷歌结果表明,不应该将异常逻辑用于Java中的正常程序流。通常会给出两个原因,

它真的很慢——甚至比普通代码慢一个数量级(给出的原因各不相同),

and

它很混乱,因为人们只希望在异常代码中处理错误。

这个问题是关于第一条的。

As an example, this page describes Java exception handling as "very slow" and relates the slowness to the creation of the exception message string - "this string is then used in creating the exception object that is thrown. This is not fast." The article Effective Exception Handling in Java says that "the reason for this is due to the object creation aspect of exception handling, which thereby makes throwing exceptions inherently slow". Another reason out there is that the stack trace generation is what slows it down.

My testing (using Java 1.6.0_07, Java HotSpot 10.0, on 32 bit Linux), indicates that exception handling is no slower than regular code. I tried running a method in a loop that executes some code. At the end of the method, I use a boolean to indicate whether to return or throw. This way the actual processing is the same. I tried running the methods in different orders and averaging my test times, thinking it may have been the JVM warming up. In all my tests, the throw was at least as fast as the return, if not faster (up to 3.1% faster). I am completely open to the possibility that my tests were wrong, but I haven't seen anything out there in the way of the code sample, test comparisons, or results in the last year or two that show exception handling in Java to actually be slow.

引导我走上这条路的是我需要使用的一个API,它将抛出异常作为正常控制逻辑的一部分。我想纠正它们的用法,但现在我可能做不到。我是否应该赞美他们的前瞻思维?

在论文《即时编译中的高效Java异常处理》中,作者建议,即使没有抛出异常,仅异常处理程序的存在就足以阻止JIT编译器正确优化代码,从而降低代码的速度。我还没有测试过这个理论。


当前回答

比较一下,假设是Integer。将parseInt转换为以下方法,该方法在不可解析数据的情况下只返回默认值,而不会抛出异常:

  public static int parseUnsignedInt(String s, int defaultValue) {
    final int strLength = s.length();
    if (strLength == 0)
      return defaultValue;
    int value = 0;
    for (int i=strLength-1; i>=0; i--) {
      int c = s.charAt(i);
      if (c > 47 && c < 58) {
        c -= 48;
        for (int j=strLength-i; j!=1; j--)
          c *= 10;
        value += c;
      } else {
        return defaultValue;
      }
    }
    return value < 0 ? /* übergebener wert > Integer.MAX_VALUE? */ defaultValue : value;
  }

只要您将这两种方法应用于“有效”数据,它们将以大致相同的速率工作(即使Integer。parseInt设法处理更复杂的数据)。但是当您试图解析无效数据时(例如解析“abc”1.000.000次),性能上的差异应该是至关重要的。

其他回答

HotSpot非常能够删除系统生成的异常代码,只要它是内联的。但是,显式创建的异常和其他未删除的异常要花费大量时间来创建堆栈跟踪。重写fillInStackTrace以查看这会如何影响性能。

我认为第一篇文章提到遍历调用堆栈和创建堆栈跟踪是最昂贵的部分,虽然第二篇文章没有这样说,但我认为这是对象创建中最昂贵的部分。John Rose在一篇文章中描述了加速异常的不同技术。(预分配和重用异常,没有堆栈跟踪的异常,等等)

但我仍然认为这应该被认为是一种必要的邪恶,一种最后的手段。John这样做的原因是为了模拟JVM中(还)没有的其他语言的特性。你不应该养成对控制流使用异常的习惯。尤其是因为性能原因!正如您自己在第2条中提到的,这样做可能会掩盖代码中的严重错误,而且对于新程序员来说,维护起来会更加困难。

Java中的微基准测试出奇地难以正确(有人告诉过我),特别是在进入JIT领域时,因此我真的怀疑在现实生活中使用异常是否比“返回”更快。例如,我怀疑您在测试中有2到5个堆栈帧?现在假设您的代码将由JBoss部署的JSF组件调用。现在您可能有一个数页长的堆栈跟踪。

也许您可以发布您的测试代码?

我改变了上面的@Mecki的答案,让method1在调用方法中返回一个布尔值和一个检查,因为你不能用什么都不替换一个异常。在运行两次之后,method1仍然是最快的或者和method2一样快。

下面是代码的快照:

// Calculates without exception
public boolean method1(int i) {
    value = ((value + i) / i) << 1;
    // Will never be true
    return ((i & 0xFFFFFFF) == 1000000000);

}
....
   for (i = 1; i < 100000000; i++) {
            if (t.method1(i)) {
                System.out.println("Will never be true!");
            }
    }

和结果:

运行1

method1 took 841 ms, result was 2
method2 took 841 ms, result was 2
method3 took 85058 ms, result was 2

运行2

method1 took 821 ms, result was 2
method2 took 838 ms, result was 2
method3 took 85929 ms, result was 2

不知道这些主题是否相关,但我曾经想实现一个依赖于当前线程的堆栈跟踪的技巧:我想发现方法的名称,它触发了实例化类中的实例化(是的,这个想法很疯狂,我完全放弃了它)。所以我发现调用Thread.currentThread(). getstacktrace()是非常慢的(由于本机的dumpThreads方法,它在内部使用)。

相应地,Java Throwable有一个本地方法fillInStackTrace。我认为前面描述的kill -catch块以某种方式触发了该方法的执行。

但让我告诉你另一个故事……

在Scala中,一些函数特性是使用ControlThrowable在JVM中编译的,它扩展了Throwable,并以以下方式覆盖了它的fillInStackTrace:

override def fillInStackTrace(): Throwable = this

所以我调整了上面的测试(循环量减少了十,我的机器有点慢:):

class ControlException extends ControlThrowable

class T {
  var value = 0

  def reset = {
    value = 0
  }

  def method1(i: Int) = {
    value = ((value + i) / i) << 1
    if ((i & 0xfffffff) == 1000000000) {
      println("You'll never see this!")
    }
  }

  def method2(i: Int) = {
    value = ((value + i) / i) << 1
    if ((i & 0xfffffff) == 1000000000) {
      throw new Exception()
    }
  }

  def method3(i: Int) = {
    value = ((value + i) / i) << 1
    if ((i & 0x1) == 1) {
      throw new Exception()
    }
  }

  def method4(i: Int) = {
    value = ((value + i) / i) << 1
    if ((i & 0x1) == 1) {
      throw new ControlException()
    }
  }
}

class Main {
  var l = System.currentTimeMillis
  val t = new T
  for (i <- 1 to 10000000)
    t.method1(i)
  l = System.currentTimeMillis - l
  println("method1 took " + l + " ms, result was " + t.value)

  t.reset
  l = System.currentTimeMillis
  for (i <- 1 to 10000000) try {
    t.method2(i)
  } catch {
    case _ => println("You'll never see this")
  }
  l = System.currentTimeMillis - l
  println("method2 took " + l + " ms, result was " + t.value)

  t.reset
  l = System.currentTimeMillis
  for (i <- 1 to 10000000) try {
    t.method4(i)
  } catch {
    case _ => // do nothing
  }
  l = System.currentTimeMillis - l
  println("method4 took " + l + " ms, result was " + t.value)

  t.reset
  l = System.currentTimeMillis
  for (i <- 1 to 10000000) try {
    t.method3(i)
  } catch {
    case _ => // do nothing
  }
  l = System.currentTimeMillis - l
  println("method3 took " + l + " ms, result was " + t.value)

}

所以,结果是:

method1 took 146 ms, result was 2
method2 took 159 ms, result was 2
method4 took 1551 ms, result was 2
method3 took 42492 ms, result was 2

你看,method3和method4之间唯一的区别是它们会抛出不同类型的异常。是的,method4仍然比method1和method2慢,但是差异是可以接受的。

我对异常速度和以编程方式检查数据的看法。

许多类都有字符串到值的转换器(扫描器/解析器),也有受人尊敬和知名的库;)

通常有形式

class Example {
public static Example Parse(String input) throws AnyRuntimeParsigException
...
}

异常名称只是例子,通常是未选中的(运行时),所以抛出声明只是我的图片

有时存在第二种形式:

public static Example Parse(String input, Example defaultValue)

不扔

当第二个文件不可用时(或者程序员读的文档太少,只使用第一个文件),用正则表达式编写这样的代码。正则表达式很酷,政治正确等:

Xxxxx.regex(".....pattern", src);
if(ImTotallySure)
{
  Example v = Example.Parse(src);
}

使用这段代码,程序员没有异常成本。BUT具有相当高的代价的正则表达式ALWAYS与小的代价异常有时。

我几乎总是在这种情况下使用

try { parse } catch(ParsingException ) // concrete exception from javadoc
{
}

没有分析堆栈跟踪等,我相信在你的讲座后相当快。

不要害怕例外情况