instanceof 操作符会产生很多开销吗？为什么？

Question

我在项目中有一个同事，他强烈反对使用 instanceof 运算符，因为它会“产生很多开销”，这是为什么呢？这是真的吗？

除了使用 instanceof，还有其他方法可以检查对象的类型吗？

因为在某些情况下，我发现它非常有用。

- Cristiano Fontes

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我非常怀疑这一点，因为它是一个关键字，编译器通常可以对类型进行静态推断，即使不能，它只需要从某个加载的类表中读取，以查看当前类是否是子类。 - gub

Answer 1

它确实会产生一些开销，再加上后续的强制类型转换。在最新版本的Java中，这种开销已经减少了。但无论如何，这只是微小优化——也就是说，在一般情况下，您不必担心它。

instanceof 的真正争议点是，在许多情况下，有更好的面向对象编程方式来实现所需的行为。

- Bozho

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@Bozho，你能提供一种替代instanceof的方法吗？这种方法可以减少开销。 - Deepak

@Deepak - 多态性。访问者模式有时候。 - Bozho

@Bozho，你有没有任何工作示例可以展示instanceOf确实产生了开销。我该如何模拟它以对抗多态行为？ - Deepak

@Bozho，实际上，如果真的只是考虑纯的开销（不建议任何人这样做），当目标类超过2个时，多态性可能会比instanceof生成更多的开销。更多阅读：http://www.azulsystems.com/blog/cliff-click/2010-04-08-inline-caches-and-call-site-optimization - bestsss

各位，请不要考虑这样的优化，编译器已经非常擅长优化代码了。除非你能够完全确定微基准测试可能会遭受何种优化，否则请不要编写微基准测试进行测试。 - bestsss

Answer 2

如果编译器可以证明实例，则可能不会产生任何开销。即使编译器无法立即证明目标，开销也非常小。几个 CPU 时钟（特别是如果 instanceof 跳转被正确预测）。

instanceof 后的以下强制类型转换通常是免费的。

（注意：我指的是 JIT 编译器）

- bestsss

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:) 拥有比我需要的声誉更多，所以如果愿意的话，大家可以纠正拼写错误和错误。我倾向于在社区维基下发布，除非我忘记了。顺便说一句，根据我的记忆，对于没有子类的类（如Long/Double/String/URL等），instanceof操作符可能只需要一个CPU时钟周期这么廉价。 - bestsss

人们仍然可以编辑您的帖子。所以请放心发布常规答案 ;) - Bozho

不，你需要相当高的声望才能这样做，很少有人敢尝试。声望被过分评价了 :) - bestsss

您无论信誉如何都可以建议编辑。 - Bozho

Answer 3

实际上，instanceof返回true和对此类型的强制转换成功并不完全等价 - 后者可能在前者返回false时成功。因此，即使有这样的情况，

String s = someMethodReturningString();
Object o = s;
if (o instanceof String) {
   ...
}

编译器在这里必须生成至少一个检查o！= null。

实际上，这是可以忽略不计的。

- Paŭlo Ebermann

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不想争论，但你是如何将整数赋值给字符串的？如果该方法从未返回null，则instanceof是死代码。通常，空值检查只需要1个CPU时钟，顺便说一下。 - bestsss

@bestsss：啊，我最初用的是Integer写的例子，后来改成了Object以避免包装/解包的麻烦。谢谢你指出来，我会进行更正。 - Paŭlo Ebermann

如果JIT可以内联代码（而不是某些多目标虚拟代码），并且最终结果永远不会为null，则(o instanceof String)将被省略。我试图解释一下：在性能方面，人们真正应该考虑的唯一操作是访问内存，其他操作都已经得到了很好的优化。 - bestsss

Answer 4

没有太大的开销。它几乎肯定比自己编写一个类似于getType()的解决方案更便宜。转换虽然不是免费的，但也非常便宜。

正如Bozho所指出的那样，这可能意味着设计有缺陷，但在某些情况下，它是最实用的选择，因此不应该被轻易忽略。

- ryanm

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铸造虽然不是免费的，但也非常便宜。在执行 instanceof 后就变成了免费。 - bestsss

Answer 5

主要问题在于它会产生代码异味。如果使用多态性，这是更好的设计方法。性能成本可能在10到100纳秒之间，具体取决于调用的复杂性以及从该行代码调用了多少实现方法。

- Peter Lawrey

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你是如何计算出10纳秒的开销的？还有没有其他更为常见的操作需要同样的时间？ - Louis CAD

@LouisCAD 这是一个估计的平均值。注意：这取决于许多因素，所以可能会更高。 - Peter Lawrey

@PeterLawrey，那么你对于"模式匹配"有什么看法呢？是代码异味吗？你对访问者模式的实现有什么建议？ - RamPrakash

@RamPrakash最好的模式是多态性，如果你可以改变所涉及的类来使用它。然而，如果这些类已经存在，而且你不能或不应该改变它们，或者这将涉及添加一个你不希望成为公共API的方法，instanceof可能是一种解决办法。 - Peter Lawrey