说下机器环境

system_info.png

机器是win10系统，4核处理器
java版本是：

java version "1.8.0_121"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_121-b13)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.121-b13, mixed mode)

写个用例测试

在一个main方法里启动两个线程循环，然后计算时间

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        int count = 500000000; // 数组大小

        int arr[] = new int[count];

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                long start = System.currentTimeMillis();
                for (int i = 0; i < arr.length; i++) {

                }
                System.out.println("直接计算长度-time1 = " + (System.currentTimeMillis() - start));

            }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                long start = System.currentTimeMillis();
                for (int i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {

                }
                System.out.println("一次计算长度-time2 = " + (System.currentTimeMillis() - start));

            }
        });

        t1.start();
        t2.start();

        t1.join();
        t2.join();

    }

多次计算后可以看到的结果是：一次计算数组长度的时间均优于直接计算数组长度的时间
即：time2<=time1
一次计算长度-time2 = 2
直接计算长度-time1 = 3

由此简单得出，通过中间变量一次性计算循环长度优于每次循环都去计算数组长度

在for循环中，为什么每次都要去计算数组长度，编译器不会优化吗？

因为时间差别并不是很大，每次也就0~3毫秒的影响，是不是机器差别影响的呢？
前面列举出机器cpu数量，只启动了两个线程去运行，几乎是并行的，可以排除机器差别。

还不放心，我们反编译看一下编译过程

javap字节码分析

为了编译过期尽量清晰，我们最简化程序

1.程序1-for中直接计算数组长度

package com.maxbin.swap;

public class For1 {

    public static void main(String[] args) {

        int arr[] = new int[1000000];

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {

        }

    }

}

2.程序2-for中使用中间变量一次计算数组长度

package com.maxbin.swap;

public class For2 {

    public static void main(String[] args) {

        int arr[] = new int[1000000];

        for (int i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {

        }

    }

}

javac 编译源码

javac -encoding utf-8 For1.java
javac -encoding utf-8 For2.java

目录下会生成对应的clss字节码文件

javap 查看字节码
程序1-for中直接计算数组长度的字节码

F:\tmp\clazz>javap -c For1.class
Compiled from "For1.java"
public class com.maxbin.swap.For1 {
  public com.maxbin.swap.For1();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // int 1000000
       2: newarray       int
       4: astore_1
       5: iconst_0
       6: istore_2
       7: iload_2
       8: aload_1
       9: arraylength
      10: if_icmpge     19
      13: iinc          2, 1
      16: goto          7
      19: return
}

程序2-for中使用中间变量一次计算数组长度的字节码

F:\tmp\clazz>javap -c For2.class
Compiled from "For2.java"
public class com.maxbin.swap.For2 {
  public com.maxbin.swap.For2();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // int 1000000
       2: newarray       int
       4: astore_1
       5: iconst_0
       6: istore_2
       7: aload_1
       8: arraylength
       9: istore_3
      10: iload_2
      11: iload_3
      12: if_icmpge     21
      15: iinc          2, 1
      18: goto          10
      21: return
}

字节码是使用汇编语言，虽然程序2的汇编源码长度长于程序1，但是往下看：

程序1
10行：if_icmpge（如果一个int类型值大于或者等于另外一个int类型值，则跳转）判断条件，成立则跳转19行return；否则往下走，看13行；
13行：iinc（把一个常量值加到一个int类型的局部变量上逻辑运算）对应 i++ 操作；
16行：goto跳转到第7行；
7行：从局部变量2中装载int类型值；
8行：从局部变量1中装载引用类型值
9行：获取数组长度
由此，可以看出每一次循环中都会去获取一次数组长度
程序2