一、驗(yàn)證

廢話不多說(shuō)，先上驗(yàn)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(huán)就夠了});long lambdaEnd = System.currentTimeMillis();System.out.println("lambda循環(huán)運(yùn)行毫秒數(shù)===" + (lambdaEnd - lambdaStart));long normalStart = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < list.size(); i++) {// 不用做事情，循環(huán)就夠了}long normalEnd = System.currentTimeMillis();System.out.println("普通循環(huán)運(yùn)行毫秒數(shù)===" + (normalEnd - normalStart));輸出為：lambda循環(huán)運(yùn)行毫秒數(shù)===92 普通循環(huán)運(yùn)行毫秒數(shù)===3

? ? ? ? 你們沒看錯(cuò)，運(yùn)行時(shí)間差別就是這么大，并且這并不是只有在循環(huán)時(shí)使用Lambda表達(dá)式才會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行效率低，而是Lambda表達(dá)式在運(yùn)行時(shí)就是會(huì)需要額外的時(shí)間，我們繼續(xù)來(lái)分析。

二、分析

如果我們要研究Lambda表達(dá)式，最正確、最直接的方法就是查看它所對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼指令。

使用以下命令查看class文件對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼指令：

javap -v -p Test.class

2.1 不使用Lambda表達(dá)式執(zhí)行循環(huán)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(jié)碼指令執(zhí)行步驟：

• 81:invokestatic：? ? ?執(zhí)行靜態(tài)方法，java/lang/System.currentTimeMillis:();
• 84-91:? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是初始化數(shù)據(jù)，int i = 0;
• 92:invokeinterface：執(zhí)行接口方法，接口為L(zhǎng)ist，所以真正執(zhí)行的是就是ArrayList.size方法;
• 97:if_icmpge：? ? ? ? ?比較，相當(dāng)于執(zhí)行i < list.size();
• 100:iinc：? ? ? ? ? ? ? ? ?i++;
• 103:goto：? ? ? ? ? ? ? ?進(jìn)行下一次循環(huán);
• 106:invokestatic：? ?執(zhí)行靜態(tài)方法;

那么這個(gè)流程大家應(yīng)該問題不大，是一個(gè)很正常的循環(huán)邏輯。

2.2 使用Lambda表達(dá)式執(zhí)行循環(huán)流程：

我們?cè)賮?lái)看一下對(duì)應(yīng)的字節(jié)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(jié)碼指令執(zhí)行步驟：

• 33: invokestatic：? ? ? ??執(zhí)行靜態(tài)方法，java/lang/System.currentTimeMillis:();
• 36-37：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 初始化數(shù)據(jù)
• 38: invokedynamic：? ?這是在干什么？
• 43: invokeinterface：? ?執(zhí)行java/util/List.forEach()方法
• 48: invokestatic：? ? ? ??執(zhí)行靜態(tài)方法，java/lang/System.currentTimeMillis:();

和上面正常循環(huán)的方式的字節(jié)碼指令不太一樣，我們認(rèn)真的看一下這個(gè)字節(jié)碼指令，這個(gè)流程并不像是一個(gè)循環(huán)的流程，而是一個(gè)方法順序執(zhí)行的流程：

• 先初始化一些數(shù)據(jù)
• 執(zhí)行invokedynamic指令（暫時(shí)這個(gè)指令是做什么的）
• 然后執(zhí)行java/util/List.forEach()方法，所以真正的循環(huán)邏輯在這里

所以我們可以發(fā)現(xiàn)，使用Lambda表達(dá)式循環(huán)時(shí)，在循環(huán)前會(huì)做一些其他事情，所以導(dǎo)致執(zhí)行時(shí)間要更長(zhǎng)一點(diǎn)。

那么invokedynamic指令到底做了什么事情呢？

java/util/List.forEach方法接收一個(gè)參數(shù)Consumer<? super T> action，Consumer是一個(gè)接口，所以如果要調(diào)用這個(gè)方法，就要傳遞該接口類型的對(duì)象。

而我們?cè)诖a里實(shí)際上是傳遞的一個(gè)Lambda表達(dá)式，那么我們這里可以假設(shè)：需要將Lambda表達(dá)式轉(zhuǎn)換成對(duì)象，且該對(duì)象的類型需要根據(jù)該Lambda表達(dá)式所使用的地方在編譯時(shí)期進(jìn)行反推。

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

本例中，編譯器在編譯時(shí)可以反推出，Lambda表達(dá)式對(duì)應(yīng)一個(gè)Cosumer接口類型的對(duì)象。

那么如果要將Lambda表達(dá)式轉(zhuǎn)換成一個(gè)對(duì)象，就需要有一個(gè)類實(shí)現(xiàn)Consumer接口。

所以，現(xiàn)在的問題就是這個(gè)類是什么時(shí)候生成的，并且生成在哪里了？

所以，我們慢慢的應(yīng)該能夠想到，invokedynamic指令，它是不是就是先將Lambda表達(dá)式轉(zhuǎn)換成某個(gè)類，然后生成一個(gè)實(shí)例以便提供給forEach方法調(diào)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(diào)用函數(shù)有四大指令：invokevirtual、invokespecial、invokestatic、invokeinterface，在JSR 292 添加了一個(gè)新的指令invokedynamic，這個(gè)指令表示執(zhí)行動(dòng)態(tài)語(yǔ)言，也就是Lambda表達(dá)式。

該指令注釋中的#0表示的是BootstrapMethods中的第0個(gè)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(zhí)行時(shí)，實(shí)際上就是執(zhí)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(gè)方法中用到了一個(gè)特別明顯且易懂的類：InnerClassLambdaMetafactory。

這個(gè)類是一個(gè)針對(duì)Lambda表達(dá)式生成內(nèi)部類的工廠類。當(dāng)調(diào)用buildCallSite方法是會(huì)生成一個(gè)內(nèi)部類并且生成該類的一個(gè)實(shí)例。

那么現(xiàn)在要生成一個(gè)內(nèi)部類，需要一些什么條件呢：

• 類名：可按一些規(guī)則生成
• 類需要實(shí)現(xiàn)的接口：編譯時(shí)就已知了，本例中就是Consumer接口
• 實(shí)現(xiàn)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(nèi)部類該怎么實(shí)現(xiàn)void accept(T t)方法呢？

我們?cè)賮?lái)看一下javap -v -p Test.class的結(jié)果中除開我們自己實(shí)現(xiàn)的方法外還多了一個(gè)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(gè)靜態(tài)的lambda$main$0方法代表的就是我們寫的Lambda表達(dá)式，只是因?yàn)槲覀兝又蠰ambda表達(dá)式?jīng)]寫什么邏輯，所以這段字節(jié)碼指令Code部分也沒有什么內(nèi)容。

那么，我們現(xiàn)在在實(shí)現(xiàn)內(nèi)部類中的void accept(T t)方法時(shí)，只要調(diào)用一個(gè)這個(gè)lambda$main$0靜態(tài)方法即可。

所以到此，一個(gè)內(nèi)部類就可以被正常的實(shí)現(xiàn)出來(lái)了，內(nèi)部類有了之后，Lambda表達(dá)式就是可以被轉(zhuǎn)換成這個(gè)內(nèi)部類的對(duì)象，就可以進(jìn)行循環(huán)了。

?

總結(jié)

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

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