局部变量或类字段？

Question

我今天在C＃和Java中阅读了post about performance improvement。

我仍然坚持这个：

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19。不要过度使用实例变量

使用局部变量可以提高性能。示例1中的代码执行速度比示例2中的代码快。

例1：

public void loop() {
    int j = 0;
    for ( int i = 0; i<250000;i++){
        j = j + 1;
    }
}

示例2：

int i;
public void loop() {
    int j = 0;
    for (i = 0; i<250000;i++){
        j = j + 1;
    }
}

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实际上，我不明白为什么在我可以对字段进行简单访问时，每次调用loop函数时实例化一些内存并释放它应该更快。

这是纯粹的好奇心，我不是试图将变量'i'放在类的范围内：p 这是真的，使用局部变量更快吗？或者只是在某种情况下？

Answer 1

1. 堆叠得更快然后堆。

   void f()
   {
       int x = 123; // <- located in stack
   }
   
   int x; // <- located in heap
   void f()
   {
       x = 123  
   }
   

2. 不要忘记the principle of locality data。应该在CPU缓存中更好地缓存本地数据。如果数据接近，它们将完全加载到CPU缓存中，并且CPU不必从内存中获取它们。

Answer 2

性能低至获取变量所需的步骤数。本地变量地址在编译时是已知的（它们是堆栈上的已知偏移量），用于访问加载对象“this”的成员以获取实际对象的地址，然后才能获取成员变量的地址。

Answer 3

即使它会，但在这种情况下几乎没有可衡量的差异。 Probabbly 在第一种情况下，在处理器注册表级别上进行了一些优化，但同样：

• 几乎无关紧要
• 更重要的是，往往是不可预测的。

就记忆而言，它完全相同，没有任何区别。

第一种情况它通常更好：当你声明变量时它会被立即使用，这是常用的良好模式，因为它是

• 易于理解（职责范围）
• 简易重构

Answer 4

我怀疑差异很小，但是在变量是对象成员的情况下，每次访问都需要通过this（有效）进行间接，而局部变量则不需要。

更一般地说，该对象不需要成员i，它只在循环的上下文中使用，因此在任何情况下使其在本地使用都更好。

Answer 5

在C＃中，另一个细微差别是生成的MSIL指令的数量（我猜它在Java中类似）。

加载实例字段需要两条指令：

ldarg.0                 // load "this" reference onto stack
ldfld   MyClass.myField // find the field and load its value

...但只需要一条指令来加载局部变量：

ldloc.0                 // load the value at index 0 from the list of local variables

Answer 6

我测试了500,000次迭代的计算，其中我在本地使用了大约20个变量，并且使用了字段。局部变量测试大约是20毫秒，带有字段的测试大约是30毫秒。使用局部变量时，性能会显着提高。

性能差异是否相关，取决于项目。在您的平均业务应用程序中，性能提升可能不明显，最好是寻找可读/可维护的代码，但我正在开发声音合成软件，其中像这样的纳米优化实际上变得相关。