Java中new操作符与newInstance()的性能比较

Question

我在代码的性能关键区域中使用了newInstance()方法。该方法的签名为： <T extends SomethingElse> T create(Class<T> clasz) 我传递Something.class作为参数，然后使用newInstance()创建SomethingElse的实例。

今天我回到这个性能待办事项清单上，对比了一下new运算符和newInstance()的性能。我对newInstance()的性能惩罚感到非常惊讶。

我写了一点关于它的内容，可以在这里查看：http://biasedbit.com/blog/new-vs-newinstance/ （抱歉，我自己做了一些推广...我会把文本放在这里，但是问题会变得过于庞大。）

我想知道的是，为什么当创建的对象数量大幅增长时，-server标志提供如此高的性能提升，而当值较低时，例如100或1000，则没有提升。

我确实从整个反射中学到了教训，这只是对JVM在运行时执行的优化的好奇，特别是在-server标志的情况下。此外，如果我的测试有什么问题，请告诉我！

- biasedbit

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这篇博客文章又 迁移了。 - Tom Anderson

该文章 http://biasedbit.com/new-vs-newinstance 不存在！ - Vivek

Answer 1

我已经从反射中吸取了教训，现在只是对JVM在运行时进行优化的好奇。特别是针对-server标志。另外，如果我的测试有误，请给我反馈！ 首先回答第二部分，你的代码似乎犯了Java微基准测试的经典错误，即在进行测量之前没有"热身"JVM。你的应用程序需要运行执行测试的方法几次，忽略前几次迭代...至少要等到数字稳定下来。原因是JVM必须做很多工作才能启动应用程序，比如加载类和（当它们运行了几次后）JIT编译重要的应用程序时间所在的方法。 我认为"-server"产生影响的原因是，它改变了决定何时进行JIT编译的规则。假设对于"服务器"来说，更早地JIT编译会更好，这会导致启动速度较慢但吞吐量更高。（相比之下，“客户端”被调整为推迟JIT编译，以便用户更快地获得可工作的GUI。）

- Stephen C

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我在实际测试之前添加了几个热身迭代，现在得到了更好、更稳定的数据。使用-server标志，newInstance()方法相对于new方法稳定在2.52.9倍的速度下（无论是100个对象还是1kk个对象）。如果没有使用-server标志，则对于100个对象，速度仍然会慢89倍，对于1kk个对象则慢25倍左右。非常好的建议！ :) - biasedbit

更好的预热JVM的方法是传递-XX:+PrintCompilation命令行参数，这将使JVM在执行时打印出所有JIT编译和优化。然后确保在定时运行期间没有发生任何编译步骤。 - LordOfThePigs

@LordOfThePigs - 我不同意。一般来说，最好的方法是运行大量（交替）迭代，记录时间，并且丢弃异常的早期迭代。然后取平均值。这样做可以解决其他问题源以及JIT编译的问题。"-XX：+PrintCompilation"方法只能解决JIT编译的异常情况。 - Stephen C

Answer 2

除其他事项外，-server选项的垃圾回收配置文件具有显着不同的幸存者空间大小默认值。

仔细阅读后，我发现您的例子是一个微型基准测试，结果可能是违反直觉的。例如，在我的平台上，对newInstance()的重复调用在重复运行期间被有效地优化掉，使得newInstance()看起来比new快12.5倍。

- trashgod

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我使用了-XX：+PrintGCDetails运行，并且只看到了1个收集 - 在两个测试之间强制进行的完整收集。我确保为应用程序提供足够的内存，以便它不需要调整大小或收集（实际上，我还通过使用与-Xms相同的-Xmx来防止调整大小）。在这些条件下，我认为GC并不是结果的决定性因素。 - biasedbit

@brunodecarvalho：是的，我明白你的意思，并且我已经在上面进行了详细阐述。你可能需要重新编写你的基准测试以获得有意义的结果。 - trashgod

是的，我担心这里会出现微基准测试效应。我只是将新实例添加到该对象数组中，希望编译器不会意识到这是一个无意义的操作，并删除整个循环。我将使用我即将优化的系统再次测试这个。然而，我发现newInstance()比new更快有点奇怪。通过查看JDK的源代码，似乎newInstance()经历了很多开销，而new没有。 - biasedbit

@brunodecarvalho：我认为一个简单的构造函数会被优化掉，而一个非简单的构造函数会支配任何时间。 - trashgod

Answer 3

在我看来，性能损失来自类加载机制。 反射的情况下会使用所有的安全机制，因此创建的成本更高。 如果使用new运算符，则类已经在VM中加载（通过默认的类加载器进行检查和准备），实例化是一个便宜的过程。 -server参数对经常使用的代码进行了很多JIT优化。您可能还想尝试使用-batch参数，它会牺牲启动时间，但代码将运行得更快。

- Daniel Voina

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你的解释很有道理，因为我已经查看了代码并发现整个安全机制会增加很大的开销。然而，“-batch”标志似乎无效。 - biasedbit

@brunodecarvalho：你是对的！语法应该是-Xbatch而不是我打的batch。详情请参见：http://download.oracle.com/docs/cd/E17476_01/javase/1.4.2/docs/tooldocs/windows/java.html和http://download.oracle.com/docs/cd/E17409_01/javase/6/docs/technotes/tools/windows/java.html。 - Daniel Voina

似乎没有什么不同。我删除了预热阶段，以查看它是否会影响结果，但使用-Xbatch和不使用时得到的值几乎相同。不过，这是一个非常有趣的标志！ - biasedbit