Java中堆、棧，靜態方法和非靜態方法的速度問題

       1、堆和棧的速度性能分析

       堆和棧是JVM內存模型中的2個重要組成部分，本身很早之前也總結過堆和棧的區別，基本都是從存儲內容，存儲空間大小，存儲速度這幾個方面來理解的，可是關於堆和棧的存儲速度，只知道堆存儲速度慢，棧存儲速度快，至於爲何堆比棧的存取速度慢，並無特別深刻的研究，從網上也找了不少資料，但不少理由並不太認同，這裏也列舉一些，並結合本身的理解來分析，若是不正確歡迎指正。

       一、從分配的角度分析

            java中棧的大小和生命週期在編譯期間就肯定了的（能夠參考以前寫的一篇JVM內存模型中的分析，本週末會寫一篇該系列知識點中GC策略和GC收集器的博客），而堆是在運行時動態分配的，這會花很多時間，所以從分配的角度來講，堆比棧速度慢。

      二、從訪問角度分析

           網上不少文章都說訪問棧只需1次，而訪問堆須要2次，一次取地址，第二次根據地址去訪問對象，這個觀點我並非徹底認同。咱們知道，虛擬機棧中存儲的是一個個棧幀，每一個棧幀中存儲的是一些局部變量表，操做數，動態連接和返回地址等，當訪問棧的時候，一次訪問就能夠獲取這些數據，而java中訪問堆對象的方式主要有2種：經過直接指針和句柄訪問，直接指針的方式有點相似於數組的首地址，經過直接指針能快速找到這個對象，只需1次訪問。這種方式相比句柄的好處是速度更快，但缺點也很明細：當進行GC的時候，地址會發生變化，而GC是很頻繁的。另外一種方式是句柄，句柄就至關於一個小區的門衛，當你要找這個小區裏的某個住戶時（這個住戶頗有錢很任性，天天住在不一樣的樓層和房間），你要先去找門衛，門衛會告訴你這我的他今天在哪棟樓哪一個房間，而後你再到這個房間去找就好了。這樣一來你就須要訪問2次（1次門衛，再根據門衛去找住戶）。這樣速度天然就慢了，但這種方式的好處就是：經過門衛你永遠都能知道這個住戶在哪裏，無論住戶怎麼變（GC過程當中對象會頻繁移動，致使地址會頻繁變動）。所以個人理解應該是：若是堆使用的是直接指針的方式的話，從訪問角度來講，應該區別不大，固然若是是句柄的方式，倒有些道理。

       三、從CPU命中率角度分析

           咱們知道CPU有3級緩存，一級緩存速度最快，接近CPU的速度，可是一級緩存比較小，二級緩存速度次之，空間稍大，三級緩存速度又慢些，空間又大些，並且CPU讀取的時候是按行來讀取的，好比64位的機器每次讀取的就是64位，至關於每次能夠讀取2個int類型的長度，每次讀取某個數據的時候，可能會把相鄰的數據一塊讀取進來，而棧佔用的空間小，這樣CPU的命中率會更高些，並且淘汰率會更低，而堆佔用的空間大，相對來講，每次讀取命中率更低了，淘汰率也更高，所以從這個角度來講，棧也比堆要快寫。

       上面說的是堆和棧的存儲速度區別，下面再來分析下靜態方法和非靜態方法的速度比較。

       2、靜態方法和非靜態方法（已經建立對象前提下）執行性能分析

       其實以前的直覺是靜態方法的訪問速度應該會比非靜態方法快，由於靜態方法在加載類的時候就存到方法區了，運行時能夠直接調用，而非靜態方法調用時須要先初始化對象再來調用，那問題來了：假如對象已經初始化了，再調用靜態方法和非靜態方法哪一個快呢？開始覺得非靜態方法要快，由於非靜態方法是存儲在虛擬機棧中的，而棧的訪問速度是比較快的，可是這並不嚴謹，那就來個實驗吧。

      

     下圖是屢次運行的結果：

     第一次：

       

     第二次：

     

     第三次：

     

     第四次： 

     

    能夠看到，循環10000次的結果裏，非靜態方法的執行速度4次裏有3次都比靜態方法快。再來個100000次的循環看看結果：

    第一次：

    

   第二次：

        

    第三次：

    

   第4次：

    

    這個就更明顯了，因此就實驗結果而言，若是在已經建立對象的前提下，非靜態方法的訪問速度是比靜態方法的訪問速度快的。可是至於緣由，上面的理由感受仍是有點勉強，依舊不是很清楚，歡迎各位大神指點