Java的几种创建实例方法的性能对比
近来打算自己封装一个比较方便读写的Office Excel 工具类，前面已经写了一些，比较粗糙本就计划重构一下，刚好公司的电商APP后台原有的导出Excel实现出现了可怕的性能问题，600行的数据生成Excel工作簿居然需要50秒以上，客户端连接都被熔断了还没导出来，挺巧，那就一起解决吧。
在上一个版本里呢，我认为比较巧妙的地方在于用函数式编程的方式代替反射，很早以前了解了反射的一些底层后我就知道反射的性能很差，但一直没实际测试过各种调用场景的性能差距。
至于底层字节码、CPU指令这些我就不深究了，我还没到那个级别，那这次就来个简单的测试吧。
目标：创建Man对象。
方式：
① 直接引用 new Man();
② 使用反射
③ 使用内部类
④ 使用Lombda表达式
⑤ 使用Method Reference
在学习Java8新特性的时候，我所了解到的是Lombda表达式是内部类的一种简化书写方式，也就是语法糖，但两者间在运行时居然有比较明显的性能差距，让我不得不怀疑它底层到底是啥东西，时间精力有限先记着，有必要的时候再去啃openJDK吧。
还有就是Lombda和Method Reference从表现来看，底层应该是同一个东西，但IDEA既然分开两种内部类的写法推荐，那就分开对待吧。
测试时每种方式循环调用 1 亿次，每种方式连续计算两次时间，然后对比第二次运行的结果，直接run没有采用debug运行。
贴代码：
复制代码
1 package com.supalle.test;
2
3 import lombok.AllArgsConstructor;
4 import lombok.Builder;
5 import lombok.Data;
6 import lombok.NoArgsConstructor;
7
8 import java.lang.reflect.Constructor;
9 import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
10 import java.util.function.Supplier;
11
12 /**
13 * @描述：语法PK
14 * @作者：Supalle
15 * @时间：2019/7/26
16 */
17 public class SyntaxPKTest {
18
19
20 / 循环次数 /
21 private final static int SIZE = 100000000;
22
23 / 有类如下 /
24 @Data
25 @Builder
26 @NoArgsConstructor
27 @AllArgsConstructor
28 private static class Man {
29 private String name;
30 private int age;
31 }
32
33
34 /**
35 * 使用 new Man();
36 *
37 * @return 运行耗时
38 */
39 public static long runWithNewConstructor() {
40 long start = System.currentTimeMillis();
41
42 for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
43 new SyntaxPKTest.Man();
44 }
45
46 return System.currentTimeMillis() - start;
47 }
48
49 /**
50 * 使用反射
51 *
52 * @return 运行耗时
53 */
54 public static long runWithReflex() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
55 Constructor constructor = SyntaxPKTest.Man.class.getConstructor();
56 long start = System.currentTimeMillis();
57
58 for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
59 constructor.newInstance();
60 }
61
62 return System.currentTimeMillis() - start;
63 }
64
65 /**
66 * 使用内部类调用 new Man();
67 *
68 * @return 运行耗时
69 */
70 public static long runWithSubClass() {
71 long start = System.currentTimeMillis();
72
73 for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
74 new Supplier() {
75 @Override
76 public SyntaxPKTest.Man get() {
77 return new SyntaxPKTest.Man();
78 }
79 }.get();
80
81 }
82
83 return System.currentTimeMillis() - start;
84 }
85
86 /**
87 * 使用Lambda调用 new Man();
88 *
89 * @return 运行耗时
90 */
91 public static long runWithLambda() {
92 long start = System.currentTimeMillis();
93
94 for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
95 ((Supplier) () -> new SyntaxPKTest.Man()).get();
96 }
97
98 return System.currentTimeMillis() - start;
99 }
100
101
102 /**
103 * 使用 MethodReference
104 *
105 * @return 运行耗时
106 */
107 public static long runWithMethodReference() {
108 long start = System.currentTimeMillis();
109
110 for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
111 ((Supplier) SyntaxPKTest.Man::new).get();
112 }
113
114 return System.currentTimeMillis() - start;
115 }
116
117 public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {
118
119 // 测试前调用一下，加载Man字节码，尽量公平
120 SyntaxPKTest.Man man1 = new SyntaxPKTest.Man();
121 SyntaxPKTest.Man man2 = new SyntaxPKTest.Man("张三", 20);
122
123 System.out.println("测试环境：CPU核心数 - " + Runtime.getRuntime().availableProcessors());
124
125 System.out.println();
126
127 // 这里的话对比再次调用的时间
128 System.out.println("首次使用 new Man() 耗时：" + runWithNewConstructor());
129 System.err.println("再次使用 new Man() 耗时：" + runWithNewConstructor());
130 System.out.println("首次使用反射 耗时：" + runWithReflex());
131 System.err.println("再次使用反射 耗时：" + runWithReflex());
132 System.out.println("首次使用内部类调用 new Man() 耗时：" + runWithSubClass());
133 System.err.println("再次使用内部类调用 new Man() 耗时：" + runWithSubClass());
134 System.out.println("首次使用Lambda调用 new Man() 耗时：" + runWithLambda());
135 System.err.println("再次使用Lambda调用 new Man() 耗时：" + runWithLambda());
136 System.out.println("首次使用 MethodReference 耗时：" + runWithMethodReference());
137 System.err.println("再次使用 MethodReference 耗时：" + runWithMethodReference());
138
139
140 }
141
142 }
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运行结果：
一：
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测试环境：CPU核心数 - 8
首次使用 new Man() 耗时：5
再次使用 new Man() 耗时：3
首次使用反射 耗时：312
再次使用反射 耗时：276
首次使用内部类调用 new Man() 耗时：6
再次使用内部类调用 new Man() 耗时：3
首次使用Lambda调用 new Man() 耗时：142
再次使用Lambda调用 new Man() 耗时：100
首次使用 MethodReference 耗时：86
再次使用 MethodReference 耗时：85
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二：
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测试环境：CPU核心数 - 8
首次使用 new Man() 耗时：5
再次使用 new Man() 耗时：2
首次使用反射 耗时：326
再次使用反射 耗时：275
首次使用内部类调用 new Man() 耗时：6
再次使用内部类调用 new Man() 耗时：3
首次使用Lambda调用 new Man() 耗时：122
再次使用Lambda调用 new Man() 耗时：86
首次使用 MethodReference 耗时：102
再次使用 MethodReference 耗时：83
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三：
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测试环境：CPU核心数 - 8
首次使用 new Man() 耗时：5
再次使用 new Man() 耗时：3
首次使用反射 耗时：322
再次使用反射 耗时：288
首次使用内部类调用 new Man() 耗时：7
再次使用内部类调用 new Man() 耗时：2
首次使用Lambda调用 new Man() 耗时：128
再次使用Lambda调用 new Man() 耗时：92
首次使用 MethodReference 耗时：97
再次使用 MethodReference 耗时：81
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如果Lambda和MethodReference调换一下位置如下：
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1 System.out.println("首次使用 new Man() 耗时：" + runWithNewConstructor());
2 System.err.println("再次使用 new Man() 耗时：" + runWithNewConstructor());
3 System.out.println("首次使用反射 耗时：" + runWithReflex());
4 System.err.println("再次使用反射 耗时：" + runWithReflex());
5 System.out.println("首次使用内部类调用 new Man() 耗时：" + runWithSubClass());
6 System.err.println("再次使用内部类调用 new Man() 耗时：" + runWithSubClass());
7 System.out.println("首次使用 MethodReference 耗时：" + runWithMethodReference());
8 System.err.println("再次使用 MethodReference 耗时：" + runWithMethodReference());
9 System.out.println("首次使用Lambda调用 new Man() 耗时：" + runWithLambda());
10 System.err.println("再次使用Lambda调用 new Man() 耗时：" + runWithLambda());
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一：
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测试环境：CPU核心数 - 8
首次使用 new Man() 耗时：6
再次使用 new Man() 耗时：2
首次使用反射 耗时：351
再次使用反射 耗时：270
首次使用内部类调用 new Man() 耗时：6
再次使用内部类调用 new Man() 耗时：3
首次使用 MethodReference 耗时：128
再次使用 MethodReference 耗时：97
首次使用Lambda调用 new Man() 耗时：82
再次使用Lambda调用 new Man() 耗时：74
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二：
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测试环境：CPU核心数 - 8
首次使用 new Man() 耗时：5
再次使用 new Man() 耗时：3
首次使用反射 耗时：318
再次使用反射 耗时：297
首次使用内部类调用 new Man() 耗时：6
再次使用内部类调用 new Man() 耗时：2
首次使用 MethodReference 耗时：117
再次使用 MethodReference 耗时：100
首次使用Lambda调用 new Man() 耗时：91
再次使用Lambda调用 new Man() 耗时：79
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三：
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测试环境：CPU核心数 - 8
首次使用 new Man() 耗时：6
再次使用 new Man() 耗时：3
首次使用反射 耗时：319
再次使用反射 耗时：277
首次使用内部类调用 new Man() 耗时：8
再次使用内部类调用 new Man() 耗时：3
首次使用 MethodReference 耗时：139
再次使用 MethodReference 耗时：85
首次使用Lambda调用 new Man() 耗时：103
再次使用Lambda调用 new Man() 耗时：84
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总结：
① 如果不需要足够的灵活性，直接使用 new 来构造一个对象，效率最高的。
② 反射确确实实是垫底，当然它也给我们提供了足够全面的、灵活的类操纵能力。
③ 使用内部类的方式，效率上和直接new 非常贴近，虽然看起来代码多一些，但是足够灵活。
④ Lambda和Method Reference效率其实很贴近，又是一起在Java8推出的，底层实现应该是一样的，在效率上比起反射好很多。
AI 代码解读
上个版本中，我使用的Method Reference，下个版本还会继续使用Method Reference，因为接口方式和内部类一致，如果碰到某些对性能要求非常极致的使用场景，可以在使用时以内部类的方式替代Method Reference而不需要改变工具类的代码。
