如果将 ArrayList 引用为 List，为什么它的性能会有所不同？

Question

在kjellkod's article 中提到，如果我们在接收List 作为参数的方法中传递ArrayList，那么我们会损失性能，因为ArrayList 实现了额外的RandomAccess 接口。 文章示例：

// SLOWER: as shown in http://ideone.com/1wnF1
private static void linearInsertion(Integer[] intArray, List<Integer> list) {
[...]
int list_size = list.size();
for (int i = 0; i < list_size; i++) {
if (integer.compareTo(list.get(i)) >= 0) { // ... more code

// FASTER: as shown in http://ideone.com/JOJ05
private static void linearInsertion(Integer[] intArray, ArrayList<Integer> list) {
[...]
int list_size = list.size();
for (int i = 0; i < list_size; i++) {
if (integer.compareTo(list.get(i)) >= 0) { // ... more code

来自参考：

鼓励通用列表算法检查给定列表是否 在应用算法之前是此接口的一个实例 如果将其应用于顺序，将提供较差的性能 访问列表，并在必要时更改其行为以保证 可接受的性能。

但是，如果我们真的在上述方法中传递 ArrayList 并检查list instanceof RandomAccess，那么这两种情况都是如此。 那么，我的第一个问题是为什么 Java VM 应该在第一种方法中将其解释为顺序列表？

我已经修改了文章中的测试来检查我机器上的这种行为。在ideone 上运行测试时，它显示的结果类似于 kjellkod 的结果。但是当我在本地运行它时，我得到了意想不到的结果，这与文章解释和我的理解相反。在我的例子中，ArrayList as List 迭代似乎比将它引用为 ArrayList 快 5-25%：

如何解释这种差异？ 是否取决于架构或处理器内核数量？我的工作机器配置是 Windows 7 Professional x64、Intel Core i5-3470（4 核、4 线程）、16 GB RAM。

Answer 1

那么，我的第一个问题是为什么 Java VM 应该在第一种方法中将其解释为顺序列表？

JVM 没有顺序或随机访问列表的概念。 （除了标记接口）实现的开发者认识到 ArrayList 在 O(1) 时间而不是 O(n) 时间内执行随机访问查找。

它是否取决于架构或处理器内核的数量？

不，您会看到 -client 之间的区别，例如32 位 Windows 和 -server 例如任何 64 位 JVM。

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我怀疑您是第二个运行 List 测试的。这可能会更快，因为代码在 JIT 和 CPU 缓存中都得到了更多警告。我建议您每个测试至少执行 3 次，先运行最长的测试，然后忽略第一次运行。

注意：对于 List，contains() 是 O(n)，这就是为什么你的时间会增长 O(n^2)代码可能会令人困惑，因为您很容易受到优化和未优化的微妙之处的影响。通过比较已经相当优化的代码，您将获得更有意义的结果。

Answer 2

虽然两种方法的代码相同，但理论上可能存在差异，因为在 JVM 级别调用接口方法与调用类方法不同。它们是 2 种不同的字节码操作：invokeinterface 和 invokevirtual。见http://bobah.net/d4d/source-code/misc/invokevirtual-vs-invokeinterface-performance-benchmark