方法句柄性能

Question

我写了一个小基准测试java.lang.invoke.MethodHandle、java.lang.reflect.Method 和直接调用方法的性能。

我读到MethodHandle.invoke() 的性能几乎与直接调用相同。但我的测试结果显示另一个：MethodHandle 调用比反射慢大约三倍。我的问题是什么？这可能是一些 JIT 优化的结果吗？

public class Main {
    public static final int COUNT = 100000000;
    static TestInstance test = new TestInstance();

    static void testInvokeDynamic() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException {
        int [] ar = new int[COUNT];

        MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
        MethodType mt = MethodType.methodType(int.class);

        MethodHandle handle = lookup.findStatic(TestInstance.class, "publicStaticMethod", mt) ;

        try {
            long start = System.currentTimeMillis();

            for (int i=0; i<COUNT; i++) {
                ar[i] = (int)handle.invokeExact();
            }

            long stop = System.currentTimeMillis();

            System.out.println(ar);

            System.out.println("InvokeDynamic time: " + (stop - start));
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
    }

    static void testDirect() {
        int [] ar = new int[COUNT];

        try {
            long start = System.currentTimeMillis();

            for (int i=0; i<COUNT; i++) {
                ar[i] = TestInstance.publicStaticMethod();
            }

            long stop = System.currentTimeMillis();

            System.out.println(ar);

            System.out.println("Direct call time: " + (stop - start));
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
    }

    static void testReflection() throws NoSuchMethodException {
        int [] ar = new int[COUNT];

        Method method = test.getClass().getMethod("publicStaticMethod");

        try {
            long start = System.currentTimeMillis();

            for (int i=0; i<COUNT; i++) {
                ar[i] = (int)method.invoke(test);
            }

            long stop = System.currentTimeMillis();

            System.out.println(ar);

            System.out.println("Reflection time: " + (stop - start));
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
    }

    static void testReflectionAccessible() throws NoSuchMethodException {
        int [] ar = new int[COUNT];

        Method method = test.getClass().getMethod("publicStaticMethod");
        method.setAccessible(true);

        try {
            long start = System.currentTimeMillis();

            for (int i=0; i<COUNT; i++) {
                ar[i] = (int)method.invoke(test);
            }

            long stop = System.currentTimeMillis();

            System.out.println(ar);

            System.out.println("Reflection accessible time: " + (stop - start));
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String ... args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, InterruptedException {
        Thread.sleep(5000);

        Main.testDirect();
        Main.testInvokeDynamic();
        Main.testReflection();
        Main.testReflectionAccessible();

        System.out.println("\n___\n");

        System.gc();
        System.gc();

        Main.testDirect();
        Main.testInvokeDynamic();
        Main.testReflection();
        Main.testReflectionAccessible();
    }
}

环境： java 版本 "1.7.0_11" Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_11-b21) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 23.6-b04,混合模式）操作系统 - Windows 7 64

Answer 1

看起来这是由@AlekseyShipilev 间接回答的，参考了不同的查询。 在以下链接中 How can I improve performance of Field.set (perhap using MethodHandles)?

如果您通读，您会看到显示类似结果的其他基准。直接调用很可能可以通过 JIT 以如下方式简单地优化： 根据以上发现，区别在于：

• MethodHandle.invoke =~195ns
• MethodHandle.invokeExact =~10ns
• 直接调用 = 1.266ns

所以 - 直接调用仍然会更快，但 MH 非常快。 对于大多数用例来说，这应该足够了，而且肯定比旧的反射框架更快（顺便说一句 - 根据上面的发现，在 java8 vm 下反射也明显更快）

如果这种差异在您的系统中很明显，我建议您找到不同的模式，而不是支持直接调用的直接反射。

Answer 2

似乎其他人也看到了类似的结果： http://vanillajava.blogspot.com/2011/08/methodhandle-performance-in-java-7.html

这是别人的： http://andrewtill.blogspot.com/2011/08/using-method-handles.html

我跑了第二个，发现它们的速度几乎相同，即使修复了该测试以进行热身。但是，我修复了它，所以它不会每次都创建一个 args 数组。在默认计数下，它产生了相同的结果：方法句柄要快一点。但我数了 10000000（默认*10），反射速度更快。

所以，我建议使用参数进行测试。我想知道 MethodHandles 是否更有效地处理参数？此外，检查更改计数 - 多少次迭代。

@meriton 对问题的评论链接到他的工作，看起来很有帮助：Calling a getter in Java though reflection: What's the fastest way to repeatedly call it (performance and scalability wise)?

Answer 3

如果publicStaticMethod 是一个简单的实现，比如返回一个常量，那么直接调用很可能是由 JIT 编译器内联的。使用 methodHandles 可能无法做到这一点。

RE http://vanillajava.blogspot.com/2011/08/methodhandle-performance-in-java-7.html 示例，如前所述，它的实现并不好。如果在计算循环中将类型转换更改为 int（而不是 Integer），则结果更接近于直接方法调用。

通过复杂的实现（创建和调用返回随机 int 的未来任务）为基准提供了更接近的数字，其中 MethodStatic 的最大速度比直接方法慢约 10%。因此，由于 JIT 优化，您可能会看到性能降低 3 倍