怎么解析Java性能优化中的基本类型与引用类型
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★名词定义
先明确一下什么是“基本类型”,什么是“引用类型”。
简单地说,所谓基本类型就是 Java 语言中如下的8种内置类型:
boolean
char
byte
short
int
long
float
double
而引用类型就是那些可以通过 new 来创建对象的类型(基本上都是派生自 Object)。
★两种类型的存储方式
这两种类型的差异,首先体现在存储方式上。
◇引用类型的创建
当你在函数中创建一个引用类型的对象时,比如下面这句:
StringBuffer str = new StringBuffer();
该 StringBuffer 【对象】的内容是存储在堆(Heap)上的,需要申请堆内存。而变量 str 只不过是针对该 StringBuffer 对象的一个引用(或者叫地址)。变量 str 的【值】(也就是 StringBuffer 对象的地址)是存储在【栈】上的。
◇基本类型的创建
当你在【函数中}创建一个基本类型的变量时,比如下面这句:
int n = 123;
这个变量 n 的【值】也是存储在栈(Stack)上的,但是这个语句不需要再从堆中申请内存了。
为了更加形象,便于大伙儿理解,简单画了一个示意图如下:
★堆和栈的性能差异
可能有同学会小声问:堆和栈有啥区别捏?
要说堆和栈的差别,那可就大了去了。如果你对这两个概念还是不太明白或者经常混淆,建议先找本操作系统的书拜读一下。
由于是介绍性能,所以来讨论一下堆和栈在性能方面的差别(这个差异是很大滴)。堆相对进程来说是全局的,能够被所有线程访问;而栈是线程局部的,只能本线程访问。打个比方,栈就好比个人小金库,堆就好比国库。你从个人小金库拿钱去花,不需要办什么手续,拿了就花,但是钱数有限;而国库里面的钱虽然很多,但是每次申请花钱要打报告、盖图章、办 N 多手续,耗时又费力。
同样道理,由于堆是所有线程共有的,从堆里面申请内存要进行相关的加锁操作,因此申请堆内存的复杂度和时间开销比栈要大很多;从栈里面申请内存,虽然又简单又快,但是栈的大小有限,分配不了太多内存。
★当初为啥这样设计?
可能有同学又问了,干嘛把两种类型分开存储,干嘛不放到一起捏?这个问题问得好!下面我们就来揣测一下,当初 Java 为啥设计成这样。
当年 Java 它爹(
James Gosling
)设计语言的时候,对于这个问题有点进退两难。如果把各种东东都放置到栈中,显然不现实,一来栈是线程私有的(不便于共享),二来栈的大小是有限的,三来栈的结构也间接限制了它的用途。那为啥不把各种东东都放置到堆里面捏?都放堆里面,倒是能绕过上述问题,但是刚才也提到了,申请堆内存要办很多手续,太繁琐。如果仅仅在函数中写一个简单的“int n = 0;”,也要到堆里面去分配内存,那性能就大大滴差了(要知道 Java 是1995年生出来的,那年头俺买了台 PC 配【4兆内存】就属豪华配置了)。
左思右想之后,Java 它爹只好做了一个折中:把类型分为“基本类型”和“引用类型”,两者使用不同的创建方式。这种差异从 Java 语法上也可以看出来:引用类型总是用 new 创建对象(提醒一下:某些单键对象/单例对象,表面上没用 new,但是在 getInstance() 内部也还是用 new 创建的);而基本类型则【不需要】用 new 来创建。
★这样设计的弊端
顺便跑题一下,斗胆评价 Java 它爹这种设计的弊端(希望 Java Fans 不要跟我急)。我个人认为:这个折中的决策,带来了许多深远的影响,随手举出几个例子:
1、由于基本类型不是派生自 Object,因此不能算是纯种的对象。这导致了 Java 的“【纯】面向对象”招牌打了折扣(当年 Sun 老是吹嘘 Java 是“纯”OO 的语言,其实 Java 的 OO 是不够纯粹滴)。
2、由于基本类型不是派生自 Object,出于某些场合(比如容器类)的考虑,不得不为每个基本类型加上对应的包装类(比如 Integer、Byte 等),使得语言变得有点冗余。
从上述的介绍,我们应该明白,使用 new 创建对象的开销是【不小】的。在程序中能避免就应该尽量避免。另外,使用 new 创建对象,不光是创建时开销大,将来垃圾回收时,销毁对象也是有开销的
上述就是小编为大家分享的怎么解析Java性能优化中的基本类型与引用类型了,如果刚好有类似的疑惑,不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识,欢迎关注创新互联行业资讯频道。
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