java - 性能说明 : code runs faster with unused variable

Question

我之前做了一些性能测试，无法解释我获得的结果。

运行下面的测试时，如果我取消注释 private final List<String> list = new ArrayList<String>();性能显着提高。在我的机器上，当该字段存在时，测试运行时间为 70-90 毫秒，而当它被注释掉时，测试运行时间为 650 毫秒。

我还注意到，如果我将打印语句更改为 System.out.println((end - start) / 1000000); ，没有变量的测试在 450-500 毫秒而不是 650 毫秒内运行。当变量存在时它没有效果。

我的问题:

1. 考虑到我什至不使用该变量，任何人都可以解释有或没有该变量的将近 10 的因数吗？
2. 打印语句如何改变性能(特别是因为它出现在性能测量窗口之后)？

ps:顺序运行时，3个场景(有变量、无变量、打印语句不同)均耗时260ms左右。

public class SOTest {

    private static final int ITERATIONS = 10000000;
    private static final int THREADS = 4;

    private volatile long id = 0L;
    //private final List<String> list = new ArrayList<String>();

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(THREADS);
        final List<SOTest> objects = new ArrayList<SOTest>();
        for (int i = 0; i < THREADS; i++) {
            objects.add(new SOTest());
        }

        //warm up
        for (SOTest t : objects) {
            getRunnable(t).run();
        }

        long start = System.nanoTime();

        for (SOTest t : objects) {
            executor.submit(getRunnable(t));
        }
        executor.shutdown();
        executor.awaitTermination(10, TimeUnit.SECONDS);

        long end = System.nanoTime();
        System.out.println(objects.get(0).id + " " + (end - start) / 1000000);
    }

    public static Runnable getRunnable(final SOTest object) {
        Runnable r = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < ITERATIONS; i++) {
                    object.id++;
                }
            }
        };
        return r;
    }
}

编辑

下面是 3 种场景下 10 次运行的结果:

• 没有变量，使用短打印语句
• 没有变量，使用长打印语句(打印其中一个对象)
• 顺序运行(1个线程)
• 与变量

1   657 473 261 74
2   641 501 261 78
3   651 465 259 86
4   585 462 259 78
5   639 506 259 68
6   659 477 258 72
7   653 479 259 82
8   645 486 259 72
9   650 457 259 78
10  639 487 272 79

Answer 1

清除(虚假)分享

由于内存中的布局，对象共享缓存行... 它已经被解释了很多次(甚至在这个网站上):这里是一个 good source进一步阅读。该问题适用于 C# just as much (或 C/C++)

当您通过添加注释行填充对象时，共享会减少，您会看到性能得到提升。

编辑:我错过了第二个问题:

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How can that print statement change the performance (especially since it comes after the performance measurement window)?

我想预热不够，打印 GC 和编译日志，这样你就可以确定没有干扰，代码确实被编译了。 java -server 需要 10k 次迭代，最好不要全部在主循环中生成好的代码。