现代JVM实现中如何实现instanceof操作？

Question

现代JVM实现中如何实现instanceof操作？

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由于在其他线程中进行了基准测试（参见https://dev59.com/m3VD5IYBdhLWcg3wDXJ3#397617），显示Java 6中的instanceof实际上非常快速。这是如何实现的？

我知道对于单继承，最快的想法是使用一些嵌套的区间编码，其中每个类维护一个[low，high]区间，并且instanceof仅是一个区间包含测试，即2个整数比较。但是如何为接口实现此功能（因为区间包含仅适用于单继承）？类加载如何处理？加载新的子类意味着必须调整许多区间。

- gexicide

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Peter Lawrey · Accepted Answer

据我所知，每个类都知道它所扩展的所有类和它实现的接口。这些可以存储在哈希集合中，以实现O（1）的查找时间。

当代码经常执行相同的分支时，CPU可以在确定是否应该采用分支之前执行分支中的代码，从而几乎消除成本，使成本几乎为零。

由于微基准测试是在4年前执行的，因此我期望最新的CPU和JVM速度更快。

public static void main(String... args) {
    Object[] doubles = new Object[100000];
    Arrays.fill(doubles, 0.0);
    doubles[100] = null;
    doubles[1000] = null;
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        testSameClass(doubles);
        testSuperClass(doubles);
        testInterface(doubles);
    }
}

private static int testSameClass(Object[] doubles) {
    long start = System.nanoTime();
    int count = 0;
    for (Object d : doubles) {
        if (d instanceof Double)
            count++;
    }
    long time = System.nanoTime() - start;
    System.out.printf("instanceof Double took an average of %.1f ns%n", 1.0 * time / doubles.length);
    return count;
}

private static int testSuperClass(Object[] doubles) {
    long start = System.nanoTime();
    int count = 0;
    for (Object d : doubles) {
        if (d instanceof Number)
            count++;
    }
    long time = System.nanoTime() - start;
    System.out.printf("instanceof Number took an average of %.1f ns%n", 1.0 * time / doubles.length);
    return count;
}

private static int testInterface(Object[] doubles) {
    long start = System.nanoTime();
    int count = 0;
    for (Object d : doubles) {
        if (d instanceof Serializable)
            count++;
    }
    long time = System.nanoTime() - start;
    System.out.printf("instanceof Serializable took an average of %.1f ns%n", 1.0 * time / doubles.length);
    return count;
}

最终打印

instanceof Double took an average of 1.3 ns
instanceof Number took an average of 1.3 ns
instanceof Serializable took an average of 1.3 ns

如果我将“doubles”更改为

    for(int i=0;i<doubles.length;i+=2)
        doubles[i] = "";

I get

instanceof Double took an average of 1.3 ns
instanceof Number took an average of 1.6 ns
instanceof Serializable took an average of 2.2 ns

注意：如果我更改

if (d instanceof Double)

to

if (d != null && d.getClass() == Double.class)

性能没有变化。