条件判断语句是程序的重要组成部分，也是系统业务逻辑的控制手段。重要程度和使用频率更是首屈一指，那我们要如何选择 if 还是 switch 呢？他们的性能差别有多大？switch 性能背后的秘密是什么？接下来让我们一起来寻找这些问题的答案。
switch VS if
我在之前的文章《9个小技巧让你的 if else看起来更优雅》中有提过，要尽量使用 switch 因为他的性能比较高，但具体高多少？以及为什么高的原因将在本文为你揭晓。
我们依然借助 Oracle 官方提供的 JMH（Java Microbenchmark Harness，JAVA 微基准测试套件）框架来进行测试，首先引入 JMH 框架，在 pom.xml 文件中添加如下配置：
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.openjdk.jmh/jmh-core --> <dependency> <groupId>org.openjdk.jmh</groupId> <artifactId>jmh-core</artifactId> <version>1.23</version> </dependency>
然后编写测试代码，我们这里添加 5 个条件判断分支，具体实现代码如下：
import org.openjdk.jmh.annotations.*; import org.openjdk.jmh.runner.Runner; import org.openjdk.jmh.runner.RunnerException; import org.openjdk.jmh.runner.options.Options; import org.openjdk.jmh.runner.options.OptionsBuilder; import java.util.concurrent.TimeUnit; @BenchmarkMode(Mode.AverageTime) // 测试完成时间 @OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS) @Warmup(iterations = 2, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 预热 2 轮，每次 1s @Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 测试 5 轮，每次 3s @Fork(1) // fork 1 个线程 @State(Scope.Thread) // 每个测试线程一个实例 public class SwitchOptimizeTest { static Integer _NUM = 9; public static void main(String[] args) throws RunnerException { // 启动基准测试 Options opt = new OptionsBuilder() .include(SwitchOptimizeTest.class.getSimpleName()) // 要导入的测试类 .output("/Users/admin/Desktop/jmh-switch.log") // 输出测试结果的文件 .build(); new Runner(opt).run(); // 执行测试 } @Benchmark public void switchTest() { int num1; switch (_NUM) { case 1: num1 = 1; break; case 3: num1 = 3; break; case 5: num1 = 5; break; case 7: num1 = 7; break; case 9: num1 = 9; break; default: num1 = -1; break; } } @Benchmark public void ifTest() { int num1; if (_NUM == 1) { num1 = 1; } else if (_NUM == 3) { num1 = 3; } else if (_NUM == 5) { num1 = 5; } else if (_NUM == 7) { num1 = 7; } else if (_NUM == 9) { num1 = 9; } else { num1 = -1; } } }
以上代码的测试结果如下：
备注：本文的测试环境为：JDK 1.8 / Mac mini (2018) / Idea 2020.1
从以上结果可以看出（Score 列），switch 的平均执行完成时间比 if 的平均执行完成时间快了约 2.33 倍。
性能分析
为什么 switch 的性能会比 if 的性能高这么多？
这需要从他们字节码说起，我们把他们的代码使用 javac 生成字节码如下所示：
public class com.example.optimize.SwitchOptimize { static java.lang.Integer _NUM; public com.example.optimize.SwitchOptimize(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 4: return public static void main(java.lang.String[]); Code: 0: invokestatic #7 // Method switchTest:()V 3: invokestatic #12 // Method ifTest:()V 6: return public static void switchTest(); Code: 0: getstatic #15 // Field _NUM:Ljava/lang/Integer; 3: invokevirtual #19 // Method java/lang/Integer.intValue:()I 6: tableswitch { // 1 to 9 1: 56 2: 83 3: 61 4: 83 5: 66 6: 83 7: 71 8: 83 9: 77 default: 83 } 56: iconst_1 57: istore_0 58: goto 85 61: iconst_3 62: istore_0 63: goto 85 66: iconst_5 67: istore_0 68: goto 85 71: bipush 7 73: istore_0 74: goto 85 77: bipush 9 79: istore_0 80: goto 85 83: iconst_m1 84: istore_0 85: return public static void ifTest(); Code: 0: getstatic #15 // Field _NUM:Ljava/lang/Integer; 3: invokevirtual #19 // Method java/lang/Integer.intValue:()I 6: iconst_1 7: if_icmpne 15 10: iconst_1 11: istore_0 12: goto 81 15: getstatic #15 // Field _NUM:Ljava/lang/Integer; 18: invokevirtual #19 // Method java/lang/Integer.intValue:()I 21: iconst_3 22: if_icmpne 30 25: iconst_3 26: istore_0 27: goto 81 30: getstatic #15 // Field _NUM:Ljava/lang/Integer; 33: invokevirtual #19 // Method java/lang/Integer.intValue:()I 36: iconst_5 37: if_icmpne 45 40: iconst_5 41: istore_0 42: goto 81 45: getstatic #15 // Field _NUM:Ljava/lang/Integer; 48: invokevirtual #19 // Method java/lang/Integer.intValue:()I 51: bipush 7 53: if_icmpne 62 56: bipush 7 58: istore_0 59: goto 81 62: getstatic #15 // Field _NUM:Ljava/lang/Integer; 65: invokevirtual #19 // Method java/lang/Integer.intValue:()I 68: bipush 9 70: if_icmpne 79 73: bipush 9 75: istore_0 76: goto 81 79: iconst_m1 80: istore_0 81: return static {}; Code: 0: iconst_1 1: invokestatic #25 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer; 4: putstatic #15 // Field _NUM:Ljava/lang/Integer; 7: return }
这些字节码中最重要的信息是“getstatic #15”，这段代码表示取出“_NUM”变量和条件进行判断。
从上面的字节码可以看出，在 switch 中只取出了一次变量和条件进行比较，而 if 中每次都会取出变量和条件进行比较，因此 if 的效率就会比 switch 慢很多。
