我需要一些复杂的数学库，所以我在使用不可变复杂的库和使用可变复杂的库之间犹豫不决。显然，我希望计算运行得相当快（除非它会杀死可读性等）。
所以我创建了速度可变与不可变的简单测试：
final class MutableInt {
private int value;
public int getValue() {
return value;
}
public void setValue(int value) {
this.value = value;
}
public MutableInt() {
this(0);
}
public MutableInt(int value) {
this.value = value;
}
}
final class ImmutableInt {
private final int value;
public ImmutableInt(int value) {
this.value = value;
}
public int getValue() {
return value;
}
}
public class TestImmutableSpeed {
static long testMutable(final int arrLen) {
MutableInt[] arrMutable = new MutableInt[arrLen];
for (int i = 0; i < arrMutable.length; ++i) {
arrMutable[i] = new MutableInt(i);
for (int j = 0; j < arrMutable.length; ++j) {
arrMutable[i].setValue(arrMutable[i].getValue() + j);
}
}
long sumMutable = 0;
for (MutableInt item : arrMutable) {
sumMutable += item.getValue();
}
return sumMutable;
}
static long testImmutable(final int arrLen) {
ImmutableInt[] arrImmutable = new ImmutableInt[arrLen];
for (int i = 0; i < arrImmutable.length; ++i) {
arrImmutable[i] = new ImmutableInt(i);
for (int j = 0; j < arrImmutable.length; ++j) {
arrImmutable[i] = new ImmutableInt(arrImmutable[i].getValue() + j);
}
}
long sumImmutable = 0;
for (ImmutableInt item : arrImmutable) {
sumImmutable += item.getValue();
}
return sumImmutable;
}
public static void main(String[] args) {
final int arrLen = 1<<14;
long tmStart = System.nanoTime();
System.out.println("sum = " + testMutable(arrLen));
long tmMid = System.nanoTime();
System.out.println("sum = " + testImmutable(arrLen));
long tmEnd = System.nanoTime();
System.out.println("speed comparison mutable vs immutable:");
System.out.println("mutable " + (tmMid - tmStart)/1000000 + " ms");
System.out.println("immutable " + (tmEnd - tmMid)/1000000 + " ms");
}
}
如果测试运行得太慢/太快，您可以调整数组的大小。
我运行：-server -Xms256m -XX：+ AggressiveOpts 我得到了：
sum = 2199023247360 sum = 2199023247360 speed comparison mutable vs immutable: mutable 102 ms immutable 1506 ms
问题：我是否遗漏了一些优化参数，或者是不可变版本15x较慢？
如果是，为什么有人会在其中编写带有不可变类Complex的数学库？不可变只是“花哨”而无用吗？
我知道不可变类作为哈希映射键更安全，或者不能具有竞争条件，但这是特殊情况，可以在任何地方处理不变的情况。
编辑我按照一个答案的建议，用卡尺重新运行这个microbenchmark，它运行速度慢了12倍，而不是15倍，仍然是相同的点。更改了Caliper基准测试的代码：
import com.google.caliper.Runner;
import com.google.caliper.SimpleBenchmark;
final class MutableInt {
private int value;
public int getValue() {
return value;
}
public void setValue(int value) {
this.value = value;
}
public MutableInt() {
this(0);
}
public MutableInt(int value) {
this.value = value;
}
}
final class ImmutableInt {
private final int value;
public ImmutableInt(int value) {
this.value = value;
}
public int getValue() {
return value;
}
}
public class TestImmutableSpeed extends SimpleBenchmark {
static long testMutable(final int arrLen) {
MutableInt[] arrMutable = new MutableInt[arrLen];
for (int i = 0; i
Caliper的输出：
0% Scenario{vm=java, trial=0, benchmark=Mutable, type=-server, minMemory=-Xms256m, optimizations=-XX:+AggressiveOpts} 91614044.60 ns; ?=250338.20 ns @ 3 trials
50% Scenario{vm=java, trial=0, benchmark=Immutable, type=-server, minMemory=-Xms256m, optimizations=-XX:+AggressiveOpts} 1108057922.00 ns; ?=3920760.98 ns @ 3 trials
benchmark ms linear runtime
Mutable 91.6 ==
Immutable 1108.1 ==============================
请注意，如果没有Caliper的JVM输出的优化参数：
0% Scenario{vm=java, trial=0, benchmark=Mutable} 516562214.00 ns; ?=623120.57 ns @ 3 trials
50% Scenario{vm=java, trial=0, benchmark=Immutable} 1706758503.00 ns; ?=5842389.60 ns @ 3 trials
benchmark ms linear runtime
Mutable 517 =========
Immutable 1707 ==============================
如此糟糕的参数会使两个版本都变慢，但比例不那么糟糕（但仍然不重要）。
答案 0 :(得分：6)
这很吸引人。嗯，首先，这不是一个公平的考验;当你这样做的时候，你不是在为JVM做准备。基准测试通常很难做到。我重构了你的代码以使用Google Caliper，并获得了类似但不同的结果;不可变类只慢了3倍。不知道为什么。无论如何，这是迄今为止的工作：
import com.google.caliper.Runner;
import com.google.caliper.SimpleBenchmark;
public class TestImmutableSpeed {
static final class MutableInt {
private int value;
public int getValue() {
return value;
}
public void setValue(int value) {
this.value = value;
}
public MutableInt() {
this(0);
}
public MutableInt(int value) {
this.value = value;
}
}
static final class ImmutableInt {
private final int value;
public ImmutableInt(int value) {
this.value = value;
}
public int getValue() {
return value;
}
}
public static class TestBenchmark extends SimpleBenchmark {
public void timeMutable(final int arrLen) {
MutableInt[] arrMutable = new MutableInt[arrLen];
for (int i = 0; i < arrMutable.length; ++i) {
arrMutable[i] = new MutableInt(i);
for (int j = 0; j < arrMutable.length; ++j) {
arrMutable[i].setValue(arrMutable[i].getValue() + j);
}
}
long sumMutable = 0;
for (MutableInt item : arrMutable) {
sumMutable += item.getValue();
}
System.out.println(sumMutable);
}
public void timeImmutable(final int arrLen) {
ImmutableInt[] arrImmutable = new ImmutableInt[arrLen];
for (int i = 0; i < arrImmutable.length; ++i) {
arrImmutable[i] = new ImmutableInt(i);
for (int j = 0; j < arrImmutable.length; ++j) {
arrImmutable[i] = new ImmutableInt(arrImmutable[i].getValue() + j);
}
}
long sumImmutable = 0;
for (ImmutableInt item : arrImmutable) {
sumImmutable += item.getValue();
}
System.out.println(sumImmutable);
}
}
public static void main(String[] args) {
Runner.main(TestBenchmark.class, new String[0]);
}
}
0% Scenario{vm=java, trial=0, benchmark=Immutable} 78574.05 ns; σ=21336.61 ns @ 10 trials
50% Scenario{vm=java, trial=0, benchmark=Mutable} 24956.94 ns; σ=7267.78 ns @ 10 trials
benchmark us linear runtime
Immutable 78.6 ==============================
Mutable 25.0 =========
vm: java
trial: 0
所以我更多地考虑这个问题，我决定尝试将包装类从int更改为对象，在本例中为String。将静态类更改为String，并使用Integer.valueOf(i).toString()加载字符串，而不是添加，将其附加到StringBuilder中，我得到了以下结果：
0% Scenario{vm=java, trial=0, benchmark=Immutable} 11034616.91 ns; σ=7006742.43 ns @ 10 trials
50% Scenario{vm=java, trial=0, benchmark=Mutable} 9494963.68 ns; σ=6201410.87 ns @ 10 trials
benchmark ms linear runtime
Immutable 11.03 ==============================
Mutable 9.49 =========================
vm: java
trial: 0
但是，我认为在这种情况下，差异主要是所有必须发生的阵列复制，而不是它使用String的事实。
答案 1 :(得分：4)
不可变的值使Java中的清洁编程更加清晰。你无需在任何地方进行复制，以避免在远处结束幽灵般的动作（我的意思是在一个地方改变一个值而无意中改变了另一个地方的值）。删除副本会加速某些地方的速度，但创建新实例会减慢其他区域的速度。
（C ++很有意思，它采用了相反的方法。你可以在定义明确的点上获得副本而无需编写任何代码。实际上你必须编写代码才能删除复制。）
如果你关注的是性能，那么可变复合体也不好。比如说，一个复杂的数组类使用隐藏在实现中的单个双数组，或者只是双数组raw更好。
回到九十年代，Guy Steele提到了向Java添加值类型的想法，作为使语言本身完整的一部分。虽然这是一个非常有限的提案，但类似 结构C＃后来引入了，但它们都没有说明Java中最明显的值类，即字符串。
答案 2 :(得分：1)
不可变性有时伴随着速度惩罚。如果速度很重要，请使用带有可变复合体的数学库。