Java异常的性能分析
详见:http://blog.yemou.net/article/query/info/tytfjhfascvhzxcyt276
在Java中抛异常的性能是非常差的。通常来说,抛一个异常大概会消耗100到1000个时钟节拍。
通常是出现了意想不到的错误,我们才会往外抛异常。也就是说,我们肯定不希望一个进程一秒钟就抛出上千个异常。不过有时候你确实会碰到有些方法把异常当作事件一样往外抛。我们在这篇文章中已经看到一个这样的典范):sun.misc.BASE64Decoder之所以性能很差就是因为它通过抛异常来对外请求道,”我还需要更多的数据“:
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at java.lang.Throwable.fillInStackTrace(Throwable.java:-1) at java.lang.Throwable.fillInStackTrace(Throwable.java:782) - locked <0x6c> (a sun.misc.CEStreamExhausted) at java.lang.Throwable.<init>(Throwable.java:250) at java.lang.Exception.<init>(Exception.java:54) at java.io.IOException.<init>(IOException.java:47) at sun.misc.CEStreamExhausted.<init>(CEStreamExhausted.java:30) at sun.misc.BASE64Decoder.decodeAtom(BASE64Decoder.java:117) at sun.misc.CharacterDecoder.decodeBuffer(CharacterDecoder.java:163) at sun.misc.CharacterDecoder.decodeBuffer(CharacterDecoder.java:194) |
如果你用一个数字开头,字母结尾的字符串来运行下这篇文章里面的pack方法,你也会碰到类似的情况。我们来看下用那个方法打包"12345"和"12345a"需要多长的时间:
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Made 100.000.000 iterations for string '12345' : time = 12.109 sec Made 1.000.000 iterations for string '12345a' : time = 21.764 sec |
可以看到,’12345a'迭代的次数要比‘12345’少100倍。也就是说这个方法处理'12345a'慢了差不多200倍。大多数的处理时间都在填充异常的栈跟踪信息了:
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at java.lang.Throwable.fillInStackTrace(Throwable.java:-1) at java.lang.Throwable.fillInStackTrace(Throwable.java:782) - locked <0x87> (a java.lang.NumberFormatException) at java.lang.Throwable.<init>(Throwable.java:265) at java.lang.Exception.<init>(Exception.java:66) at java.lang.RuntimeException.<init>(RuntimeException.java:62) at java.lang.IllegalArgumentException.<init>(IllegalArgumentException.java:53) at java.lang.NumberFormatException.<init>(NumberFormatException.java:55) at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65) at java.lang.Long.parseLong(Long.java:441) at java.lang.Long.valueOf(Long.java:540) at com.mvorontsov.javaperf.StrConvTests.pack(StrConvTests.java:69) at com.mvorontsov.javaperf.StrConvTests.test(StrConvTests.java:38) at com.mvorontsov.javaperf.StrConvTests.main(StrConvTests.java:29) |
通过手动解析数字,我们可以很容易提升pack方法的性能。不过不要忘了——不到万不得已,不要随便优化。如果你只是解析几个输入参数而已—— keep it simple,就用JDK的方法就好了。如果你要解析大量的消息,又必须调用一个类似pack这样的方法——那确实得去优化一下了。
新的pack方法和旧的实现差不太多——把一个字符串转化成一个尽可能小的Character/Integer/Long/Double/String类型,使得result.toString().equals(orginalString)为true。
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public static Object strToObject( final String str ) { if ( str == null || str.length() > 17 ) { //out of Long range return str; } if ( str.equals( "" ) ) return "" ; //ensure interned string is returned if ( str.length() == 1 ) return str.charAt( 0 ); //return Character //if starts with zero - support only "0" and "0.something" if ( str.charAt( 0 ) == '0' ) { if ( str.equals( "0" ) ) return 0; if ( !str.startsWith( "0." ) ) //this may be a double return str; } long res = 0; int sign = 1; for ( int i = 0; i < str.length(); ++i ) { final char c = str.charAt( i ); if ( c <= '9' && c >= '0' ) res = res * 10 + ( c - '0' ); else if ( c == '.' ) { //too lazy to write a proper Double parser, use JDK one try { final Double val = Double.valueOf( str ); //check if value converted back to string equals to an original string final String reverted = val.toString(); return reverted.equals( str ) ? val : str; } catch ( NumberFormatException ex ) { return str; } } else if ( c == '-' ) { if ( i == 0 ) sign = -1; //switch sign at first position else return str; //otherwise it is not numeric } else if ( c == '+' ) { if ( i == 0 ) sign = 1; //sign at first position else return str; //otherwise it is not numeric } else //non-numeric return str; } //cast to int if value is in int range if ( res < Integer.MAX_VALUE ) return ( int ) res * sign; //otherwise return Long return res * sign; } |
很惊讶吧,新的方法解析数字比JDK的实现快多了!很大一个原因是因为JDK在解析的最后,调用了一个支持的解析方法,像这样:
public static int parseInt( String s, int radix ) throws NumberFormatException
新的方法和旧的相比(注意方法调用的次数——对于非数字串pack只调用了1百万次,而别的情况能调用到千万级别):
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Pack: Made 100.000.000 iterations for string '12345' : time = 12.145 sec Pack: Made 1.000.000 iterations for string '12345a' : time = 23.248 sec strToObject: Made 100.000.000 iterations for string '12345' : time = 6.311 sec strToObject: Made 100.000.000 iterations for string '12345a' : time = 5.807 sec |
总结
千万不要把异常当成返回码一样用,或者当作可能发生的事件(尤其是和IO无关的方法)往外抛。抛异常的代价太昂贵了,对于一般的方法,至少要慢百倍以上。
如果你每条数据都需要解析,又经常会出现非数值串的时候,尽量不要用Number子类型的parse*/valueOf这些方法。为了性能考虑,你应当手动解析它们。
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