用stack變量優化Java代碼

java程序包含了大量的對象，我們需要了解它們是從哪裡被訪問的，變量存儲於何處對程序的性能有顯著的影響－－尤其是某些需要被頻繁訪問的變量。

我們寫一個Java類，在其內部方法中定義的局部變量或對象是存儲在stack（堆棧）中的，且JVM是一種stack-based的，因此訪問和操縱stack中的數據時性能最佳。而Java類的instance變量（這個類的field）和static變量是在constant pool（常量池）中存儲和得到訪問的。constant pool中保存了所有的符號引用（symbolic references），指向所有型別(types)、值域(field)，以及每個型別所使用的所有函數（mothods）。訪問instance和static變量時，由於它們存放於constant pool中，所以JVM需要使用更多更耗時的操作碼（分析程序生成的bytecode可以看出來）來訪問它們。

下面給出一段代碼示例，對比後說明怎麼盡可能地使用stack變量：

package test;
public class StackVars {
private int x; // instance變量
private static int staticX; //static 變量
public void stackAccess(int val) { //訪問和操作stack變量j
int j = 0;
for (int i = 0; i < val; i++) {
j += 1;
}
}
public void instanceAccess(int val) {//訪問和操作instance變量x
for (int i = 0; i < val; i++) {
x += 1;
}
}
public void staticAccess(int val) {//訪問和操作static變量staticX
for (int i = 0; i < val; i++) {
staticX += 1;
}
}
}

經測試，發現運行instanceAccess（）和staticAccess（）方法的時間大約相同，但卻比運行stackAccess（）方法慢了2～3倍。因此我們對instanceAccess（）、staticAccess（）兩個方法的代碼作以下調整，以得到更快的性能：

public void instanceAccess(int val) {//訪問和操作instance變量x
int tempX=x;
for (int i = 0; i < val; i++) {
tempX += 1;
}
x=tempX;
}
public void staticAccess(int val) {//訪問和操作static變量staticX
int tempStaticX=staticX;
for (int i = 0; i < val; i++) {
tempStaticX += 1;
}
staticX=tempStaticX;
}

改善之處就是將instance和static變量放到循環之外，而用一個stack變量來完成多次局部運算，最後再將這個stack變量的值傳回instance或static變量，從而提高了代碼的性能。