lambda表達式作為新的技術，一定程度上可以替代匿名類，那麼兩者在執行性能上有什麼差別呢，哪個快，哪個慢，項目實踐時，有哪些注意事項呢。
極客架構師——專注架構師成長。
大家好，我是碼農老吳。
本期是《Java極客》第5期，前面我們分享了lambda表達式的“脫糖”政策，以及它與匿名類的關系，有粉絲問到，lambda表達式性能如何，今天，我就給大家解讀一份orace公司，Java性能工程師Sergey Kuksenko，發表的一份關于lambda表達式與匿名類的性能評比報告。
文章标題
《JDK 8: Lambda Performance study 》（《lambda性能專題論文》）
文章的pdf我已經上傳到我的github，大家感興趣可以下載下傳一下。
作者介紹
Sergey Kuksenko（謝爾蓋·庫克先克），是供職于oracle公司的一名Java Performance Engineer（性能工程師），他的主要工作目标，就是讓Java的JVM運作的更快。研究的範圍主要包括JVM rumtime,JIT compiler,class libraries等等。
重點結論
- 預熱後的加載階段，lambda表達式的執行效率比匿名類稍差，但相差不大。
- 冷啟動的加載階段，lambda表達式的執行效率比匿名類要高的多，相差7倍左右。
- 初始化階段的執行效率，兩者有差距，但是相差不大。
- 執行階段的執行效率，兩者幾乎完全一緻。
執行的三個階段
作者把lambda表達式和匿名類的執行階段，分别概括為如上的三個執行階段，這三個執行階段是一一對應的。為了闡述友善，我把這三個階段，統稱為:
- 加載階段（linkage/class loading），
- 初始化階段(capture/instantiation),
- 執行階段(invocation)。
加載階段
lambda表達式的linkage階段，匿名類的class loading階段，作者這樣命名是非常恰當的，我們在前面分享過，lambda表達式的底層其實是方法，方法調用一般可以稱為linkage(連接配接)，而匿名類有自己的獨立位元組碼檔案，是以在使用之前，有class loading（類加載）這個過程。
初始化階段
lambda表達式，是可以通路外部的局部變量或者所在類的執行個體變量的，在lambda表達式裡面，稱之為capture（變量捕獲），而匿名類中，由于它是獨立的類對象，是以它把變量初始化稱之為instantiation（執行個體化）。
執行階段
這是最後一個階段，對于兩者都一樣，就是代碼執行階段，作者稱之為invocation（調用）階段。
測試環境（SUT）
可以看出，作者測試的機器配置并不高，i5CPU， 作業系統是Xubuntu，不過這個文章是2013年發表的，從當時看，配置還算可以。
測試工具-JMH
關于測試工具，作者雖然沒有做過多說明，但是從代碼上可以看出，使用的是JMH,Java Microbenchmark Harness (微基準測試架構）,由于後面我們還要分享很多和性能有關的内容，是以我計劃在後面幾期的《極客兵器譜》中，給大家普及一下Java的基準測試相關内容。
加載階段性能
我們先看作者是如何測試加載階段的性能。
要使用lambda表達式，就需要有函數式接口，作者定義了一個函數式接口Level，該接口的up方法，沒有入參，傳回值為Level對象。
從上面的兩頁PPT可以看出，為了測試lambda表達式和匿名類在加載階段的性能，作者可是費了一番功夫，先定義了1024個方法，裡面使用的是lambda表達式，又定義了功能相似的另外1024個方法，裡面使用的是匿名類。總共2048個方法，看來要當性能工程師也不容易，得建立這麼多方法。
下面我們看測試結果。
這是預熱之後的加載階段，lambda的執行效率比匿名類差一些，1K的時候相差将近一半，随着執行次數的增加，兩者的差距越來越小。
這裡面作者還區分了是否啟用TieredCompilation（分層編譯），這個我們在分享JVM的時候再細聊。不過從結果上看，如果啟用了TieredCompilation，兩者的性能都有所提升，比值沒有太大變化。
這是直接冷啟動下加載階段的測試結果，可以看出，匿名類的性能比lambda表達式要差的多，在1K時相差幾乎7倍左右，随着數量增多，相差的比例在縮小，但是直到最後，也相差近兩倍。原因相信大家應該能猜到，原因就出在匿名類它有獨立的位元組碼檔案，這些位元組碼檔案，在首次使用時，必須進行類加載，是以性能會大打折扣。
是以，對于大量使用匿名類的系統，在使用時，系統最好先進行預熱，否則會出現嚴重的性能問題。
而lambda表達式，由于它的底層是方法，是以沒有所謂類加載的過程，冷啟動的性能就好的多。
初始化階段性能
對于這個階段，作者測試的比較細，區分了Non-capture（無捕獲）和capture（有捕獲）兩者情景，測試代碼很簡單，我們直接看測試結果。
從結果看，如果沒有參數捕獲，lambda表達式的性能稍稍比匿名類好一點，但相差不是特别大，唯一要注意的是，匿名類的參數捕獲，在多線程環境下，會急劇的下降。
對于參數捕獲，lambda表達式的性能稍稍比匿名類差一點，但相差也不是特别大。
執行階段性能
對于執行階段的執行性能，作者既沒有給出測試方法，也沒有給出測試結果，隻給了一個結論，就是兩者幾乎完全相同。
也就是對于一段相同的代碼，不論是lambda表達式，或者在匿名類，在執行階段的執行效率，幾乎是一緻的。
下期預告
本期關于lambda表達式和匿名類的性能比較，我們就解讀到這裡，下期，我們繼續分享函數式程式設計的相關内容。下期應該會分享方法引用相關的知識。
極客架構師——專注架構師成長。
我們下期見。