Scala循环性能问题，为了性能，你愿意牺牲代码的可维护性么？
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最近我在学习我们产品的代码，看到了类似以下的一段代码：
x.set(1) x.set(2) x.set(3) x.set(4) x.set(5)
我当时很是疑惑，为什么不用循环呢?于是就报了一个Issue，心想这样写可能有它的道理，但是需要澄清一下。
另一个问题，就是我发现代码里对循环的使用，各有不同的方式，有人写array.foreach(f=>_),有人用使用index的for loop，个人觉得使用foreach的代码比较简洁，于是我也报了Issue，看看是不是应该使用简洁的方式来写循环。举例：
for loop
var index = 0
var arr = Array[String]
var length = arr.length
for ( index <- 0 to length ) {
do()
} for each
var index = 0
var arr = Array[String]
var length = arr.length
for ( index <- 0 to length ) {
do()
} 明显foreach的版本要省不少代码。
后来和我们的工程师沟通了一下，原来我们是为了性能优化了代码，因为for loop比foreach的性能好，所以我们采用稍微繁琐的for loop。至于某些代码中的foreach是因为遗留的还没有来得及改动。
Scala的循环就行性能如何呢?我还是测试一下再说吧。
先看看不同的循环用法，我这里测试了四种，分别是 while loop，for loop，使用range的foreach， 和使用函数的foreach。
测试代码如下：
package profiling
object Loop {
def whileLoop(arr:Array[Int]): Unit = {
var idx = 0
var n = arr.length
val tStart = System.currentTimeMillis()
while (idx < n) {
arr(idx) = 1
idx += 1
}
val tEnd = System.currentTimeMillis()
println("while loop took " + (tEnd - tStart) + "ms")
}
def forLoop(arr:Array[Int]): Unit = {
var idx = 0
var n = arr.length
val tStart = System.currentTimeMillis()
for(idx <- 0 until n) {
arr(idx) = 1
}
val tEnd = System.currentTimeMillis()
println("for loop took " + (tEnd - tStart) + "ms")
}
def foreachLoop(arr:Array[Int]): Unit = {
var n = arr.length
val tStart = System.currentTimeMillis()
(0 until n).foreach{idx => arr(idx) = 1}
val tEnd = System.currentTimeMillis()
println("foreach range took " + (tEnd - tStart) + "ms")
}
def foreachFuncLoop(arr:Array[Int]): Unit = {
val tStart = System.currentTimeMillis()
arr.foreach{ idx => arr(idx) = 1}
val tEnd = System.currentTimeMillis()
println("foreach function took " + (tEnd - tStart) + "ms")
}
def profileRun(n: Int) {
val arr = new Array[Int](n)
whileLoop(arr)
foreachLoop(arr)
forLoop(arr)
foreachFuncLoop(arr)
}
def main(args:Array[String]) {
profileRun(args(0).toInt)
}
} 我的环境是scala 2.13.1 , 调用500000000次的结果是：
Bash 代码
while loop took 344ms foreach range took 484ms for loop took 422ms foreach function took 719ms
可以看出，while loop是最快的，一般形式的foreach最慢，差不多是while loop的一倍。但是如果使用range的话，foreach循环也不算太慢。
那么为什么foreach会慢呢? 主要是foreach的函数调用带来了额外的开销。我们上面看到的数据其实是编译器已经优化后的数字，如果我们把java的hotspot编译选项关闭，(-Xint)再看看性能。
while loop took 8548ms foreach range took 39392ms for loop took 40799ms foreach function took 103489ms
如果关闭JIT，foreach的性能要远远差于其他几个选项。
对于循环的性能，我们可以得出这样的结论：
- 在正常打开JIT的情况下，foreach的性能大概比其他几个选项慢一倍，其他几个选项性能接近
- 在关闭JIT优化的情况下。foreach的性能要远低于其他选项 (生产环境一般不考虑)
那么对于开头讲的不用循环，直接重复代码呢?我们也测试了一下：
package profiling
object Loop2Repeat {
def whileLoop(): Unit = {
var idx = 0
var n = 5
var x = 0
while (idx < n) {
x = idx
idx += 1
}
}
def repeatLoop(): Unit = {
var x = 0
x = 1
x = 2
x = 3
x = 4
x = 5
}
def test( f:()=>Unit, num: Int, name: String): Unit = {
val tStart = System.currentTimeMillis()
( 0 until num).foreach{ _ => f}
val tEnd = System.currentTimeMillis()
println(name + " took " + (tEnd - tStart) + "ms")
}
def main(args:Array[String]) {
test(whileLoop, 50000000, "whileLoop")
test(repeatLoop, 50000000, "repeatLoop")
}
} 经过50000000次循环，数据如下：