一、驗證

廢話不多說，先上驗證代碼：

List<Integer> list = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 1000000; i++) {list.add(i);}long lambdaStart = System.currentTimeMillis();list.forEach(i -> {// 不用做事情，循環就夠了});long lambdaEnd = System.currentTimeMillis();System.out.println("lambda循環運行毫秒數===" + (lambdaEnd - lambdaStart));long normalStart = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < list.size(); i++) {// 不用做事情，循環就夠了}long normalEnd = System.currentTimeMillis();System.out.println("普通循環運行毫秒數===" + (normalEnd - normalStart));輸出為：lambda循環運行毫秒數===92 普通循環運行毫秒數===3

? ? ? ? 你們沒看錯，運行時間差別就是這么大，并且這并不是只有在循環時使用Lambda表達式才會導致運行效率低，而是Lambda表達式在運行時就是會需要額外的時間，我們繼續來分析。

二、分析

如果我們要研究Lambda表達式，最正確、最直接的方法就是查看它所對應的字節碼指令。

使用以下命令查看class文件對應的字節碼指令：

javap -v -p Test.class

2.1 不使用Lambda表達式執行循環流程：

81: invokestatic #7 // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J 84: lstore 6 86: iconst_0 87: istore 8 89: iload 8 91: aload_1 92: invokeinterface #18, 1 // InterfaceMethod java/util/List.size:()I 97: if_icmpge 106 100: iinc 8, 1 103: goto 89 106: invokestatic #7 // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J

字節碼指令執行步驟：

• 81:invokestatic：? ? ?執行靜態方法，java/lang/System.currentTimeMillis:();
• 84-91:? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 簡單來說就是初始化數據，int i = 0;
• 92:invokeinterface：執行接口方法，接口為List，所以真正執行的是就是ArrayList.size方法;
• 97:if_icmpge：? ? ? ? ?比較，相當于執行i < list.size();
• 100:iinc：? ? ? ? ? ? ? ? ?i++;
• 103:goto：? ? ? ? ? ? ? ?進行下一次循環;
• 106:invokestatic：? ?執行靜態方法;

那么這個流程大家應該問題不大，是一個很正常的循環邏輯。

2.2 使用Lambda表達式執行循環流程：

我們再來看一下對應的字節碼指令：

33: invokestatic #7 // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J36: lstore_237: aload_138: invokedynamic #8, 0 // InvokeDynamic #0:accept:()Ljava/util/function/Consumer;43: invokeinterface #9, 2 // InterfaceMethod java/util/List.forEach: // (Ljava/util/function/Consumer;)V48: invokestatic #7 // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J

字節碼指令執行步驟：

• 33: invokestatic：? ? ? ??執行靜態方法，java/lang/System.currentTimeMillis:();
• 36-37：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 初始化數據
• 38: invokedynamic：? ?這是在干什么？
• 43: invokeinterface：? ?執行java/util/List.forEach()方法
• 48: invokestatic：? ? ? ??執行靜態方法，java/lang/System.currentTimeMillis:();

和上面正常循環的方式的字節碼指令不太一樣，我們認真的看一下這個字節碼指令，這個流程并不像是一個循環的流程，而是一個方法順序執行的流程：

• 先初始化一些數據
• 執行invokedynamic指令（暫時這個指令是做什么的）
• 然后執行java/util/List.forEach()方法，所以真正的循環邏輯在這里

所以我們可以發現，使用Lambda表達式循環時，在循環前會做一些其他事情，所以導致執行時間要更長一點。

那么invokedynamic指令到底做了什么事情呢？

java/util/List.forEach方法接收一個參數Consumer<? super T> action，Consumer是一個接口，所以如果要調用這個方法，就要傳遞該接口類型的對象。

而我們在代碼里實際上是傳遞的一個Lambda表達式，那么我們這里可以假設：需要將Lambda表達式轉換成對象，且該對象的類型需要根據該Lambda表達式所使用的地方在編譯時期進行反推。

這里在解釋一下反推：一個Lambda表達式是可以被多個方法使用的，而且這個方法所接收的參數類型，也就是函數式接口，是可以不一樣的，只要函數式接口符合該Lambda表達式的定義即可。

本例中，編譯器在編譯時可以反推出，Lambda表達式對應一個Cosumer接口類型的對象。

那么如果要將Lambda表達式轉換成一個對象，就需要有一個類實現Consumer接口。

所以，現在的問題就是這個類是什么時候生成的，并且生成在哪里了？

所以，我們慢慢的應該能夠想到，invokedynamic指令，它是不是就是先將Lambda表達式轉換成某個類，然后生成一個實例以便提供給forEach方法調用呢？

我們回頭再看一下invokedynamic指令：

invokedynamic #8, 0 // InvokeDynamic #0:accept:()Ljava/util/function/Consumer;

Java中調用函數有四大指令：invokevirtual、invokespecial、invokestatic、invokeinterface，在JSR 292 添加了一個新的指令invokedynamic，這個指令表示執行動態語言，也就是Lambda表達式。

該指令注釋中的#0表示的是BootstrapMethods中的第0個方法：

InnerClasses:public static final #97= #96 of #100; //Lookup=class java/lang/invoke/MethodHandles$Lookup of class java/lang/invoke/MethodHandles BootstrapMethods:0: #44 invokestatic java/lang/invoke/LambdaMetafactory.metafactory:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodHandle;Ljava/lang/invoke/MethodType;)Ljava/lang/invoke/CallSite;Method arguments:#45 (Ljava/lang/Object;)V#46 invokestatic Test.lambda$main$0:(Ljava/lang/Integer;)V#47 (Ljava/lang/Integer;)V

所以invokedynamic執行時，實際上就是執行BootstrapMethods中的方法，比如本例中的：java/lang/invoke/LambdaMetafactory.metafactory。

代碼如下：

public static CallSite metafactory(MethodHandles.Lookup caller,String invokedName,MethodType invokedType,MethodType samMethodType,MethodHandle implMethod,MethodType instantiatedMethodType)throws LambdaConversionException {AbstractValidatingLambdaMetafactory mf;mf = new InnerClassLambdaMetafactory(caller, invokedType,invokedName, samMethodType,implMethod, instantiatedMethodType,false, EMPTY_CLASS_ARRAY, EMPTY_MT_ARRAY);mf.validateMetafactoryArgs();return mf.buildCallSite();}

這個方法中用到了一個特別明顯且易懂的類：InnerClassLambdaMetafactory。

這個類是一個針對Lambda表達式生成內部類的工廠類。當調用buildCallSite方法是會生成一個內部類并且生成該類的一個實例。

那么現在要生成一個內部類，需要一些什么條件呢：

• 類名：可按一些規則生成
• 類需要實現的接口：編譯時就已知了，本例中就是Consumer接口
• 實現接口里面的方法：本例中就是Consumer接口的void accept(T t)方法。

那么內部類該怎么實現void accept(T t)方法呢？

我們再來看一下javap -v -p Test.class的結果中除開我們自己實現的方法外還多了一個方法：

private static void lambda$main$0(java.lang.Integer);descriptor: (Ljava/lang/Integer;)Vflags: ACC_PRIVATE, ACC_STATIC, ACC_SYNTHETICCode:stack=0, locals=1, args_size=10: returnLineNumberTable:line 17: 0

很明顯，這個靜態的lambda$main$0方法代表的就是我們寫的Lambda表達式，只是因為我們例子中Lambda表達式沒寫什么邏輯，所以這段字節碼指令Code部分也沒有什么內容。

那么，我們現在在實現內部類中的void accept(T t)方法時，只要調用一個這個lambda$main$0靜態方法即可。

所以到此，一個內部類就可以被正常的實現出來了，內部類有了之后，Lambda表達式就是可以被轉換成這個內部類的對象，就可以進行循環了。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Lambda表达式效率低的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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