JAVA中堆、栈，静态方法和非静态方法的速度问题

JAVA中堆、栈，静态方法和非静态方法的速度问题

一、堆和栈的速度性能分析

堆和栈是JVM内存模型中的2个重要组成部分，自己很早以前也总结过堆和栈的区别，基本都是从存储内容，存储空间大小，存储速度这几个方面来理解的，但是关于堆和栈的存储速度，只知道堆存储速度慢，栈存储速度快，至于为什么堆比栈的存取速度慢，并没有特别深入的研究，从网上也找了很多资料，但很多理由并不太认同，这里也列举一些，并结合自己的理解来分析，如果不正确欢迎指正。

1、从分配的角度分析

java中栈的大小和生命周期在编译期间就确定了的（可以参考之前写的一篇JVM内存模型中的分析，本周末会写一篇该系列知识点中GC策略和GC收集器的博客），而堆是在运行时动态分配的，这会花不少时间，因此从分配的角度来说，堆比栈速度慢。

2、从访问角度分析

网上很多文章都说访问栈只需1次，而访问堆需要2次，一次取地址，第二次根据地址去访问对象，这个观点我并不是完全认同。我们知道，虚拟机栈中存储的是一个个栈帧，每个栈帧中存储的是一些局部变量表，操作数，动态链接和返回地址等，当访问栈的时候，一次访问就可以获取这些数据，而java中访问堆对象的方式主要有2种：通过直接指针和句柄访问，直接指针的方式有点类似于数组的首地址，通过直接指针能快速找到这个对象，只需1次访问。这种方式相比句柄的好处是速度更快，但缺点也很明细：当进行GC的时候，地址会发生变化，而GC是很频繁的。另一种方式是句柄，句柄就相当于一个小区的门卫，当你要找这个小区里的某个住户时（这个住户很有钱很任性，每天住在不同的楼层和房间），你要先去找门卫，门卫会告诉你这个人他今天在哪栋楼哪个房间，然后你再到这个房间去找就行了。这样一来你就需要访问2次（1次门卫，再根据门卫去找住户）。这样速度自然就慢了，但这种方式的好处就是：通过门卫你永远都能知道这个住户在哪里，不管住户怎么变（GC过程中对象会频繁移动，导致地址会频繁变更）。因此我的理解应该是：如果堆使用的是直接指针的方式的话，从访问角度来说，应该区别不大，当然如果是句柄的方式，倒有些道理。

3、从CPU命中率角度分析

    我们知道CPU有3级缓存，一级缓存速度最快，接近CPU的速度，但是一级缓存比较小，二级缓存速度次之，空间稍大，三级缓存速度又慢些，空间又大些，而且CPU读取的时候是按行来读取的，比如64位的机器每次读取的就是64位，相当于每次可以读取2个int类型的长度，每次读取某个数据的时候，可能会把相邻的数据一块读取进来，而栈占用的空间小，这样CPU的命中率会更高些，而且淘汰率会更低，而堆占用的空间大，相对来说，每次读取命中率更低了，淘汰率也更高，因此从这个角度来说，栈也比堆要快写。

上面说的是堆和栈的存储速度区别，下面再来分析下静态方法和非静态方法的速度比较。

二、静态方法和非静态方法（已经创建对象前提下）执行性能分析

其实之前的直觉是静态方法的访问速度应该会比非静态方法快，因为静态方法在加载类的时候就存到方法区了，运行时可以直接调用，而非静态方法调用时需要先初始化对象再来调用，那问题来了：假如对象已经初始化了，再调用静态方法和非静态方法哪个快呢？开始以为非静态方法要快，因为非静态方法是存储在虚拟机栈中的，而栈的访问速度是比较快的，但是这并不严谨，那就来个实验吧。

下图是多次运行的结果：

第一次：

第二次：

第三次：

第四次：

可以看到，循环10000次的结果里，非静态方法的执行速度4次里有3次都比静态方法快。再来个100000次的循环看看结果：

第一次：

第二次：

第三次：

第四次：

这个就更明显了，所以就实验结果而言，如果在已经创建对象的前提下，非静态方法的访问速度是比静态方法的访问速度快的。但是至于原因，上面的理由感觉还是有点勉强，依旧不是很清楚，欢迎各位大神指点。如果大家有任何疑问请给我留言，会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对我们网站的支持！

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