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淺談JAVA 異常對(duì)于性能的影響

更新時(shí)間：2015年05月14日 15:47:10 投稿：hebedich

Java的異常處理為什么會(huì)影響性能?異常開銷很大。那么,這是不是就意味著您不該使用異常?當(dāng)然不是。但是,何時(shí)應(yīng)該使用異常,何時(shí)又不應(yīng)該使用異常呢?不幸的是,答案不是一下子就說(shuō)得清楚的，我們來(lái)詳細(xì)探討下。

在對(duì)客戶做技術(shù)支持時(shí)，我們常常會(huì)看到很多客戶根本沒(méi)意識(shí)到的異常。在消除了這些異常之后，代碼運(yùn)行速度與以前相比大幅提升。這讓我們產(chǎn)生一種猜測(cè)，就是在代碼里面使用異常會(huì)帶來(lái)顯著的性能開銷。因?yàn)楫惓Ｊ清e(cuò)誤情況處理的重要組成部分，摒棄是不太可能的,所以我們需要衡量異常處理對(duì)于性能影響，我們可以通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)看看異常處理的對(duì)于性能的影響。

實(shí)驗(yàn)

我的實(shí)驗(yàn)基于一段隨機(jī)拋出異常的簡(jiǎn)單代碼。從科學(xué)的角度，這并非完全準(zhǔn)確的測(cè)量，同時(shí)我也并不了解HotSpot 編譯器會(huì)對(duì)運(yùn)行中的代碼做何動(dòng)作。但無(wú)論如何，這段代碼應(yīng)該能夠讓我們了解一些基本情況。

結(jié)果很有意思：拋出與捕獲異常的代價(jià)似乎極低。在我的例子里，大約是每個(gè)異常 0.02 毫秒。除非你真的拋出太多異常（我們指的是 10 萬(wàn)次或者更多），否則這一點(diǎn)基本都可忽略。盡管這些結(jié)果顯示出異常處理本身并不影響代碼性能，但卻并未解決下面這個(gè)問(wèn)題：異常對(duì)性能的巨大影響該由誰(shuí)負(fù)責(zé)？

我明顯遺漏了什么重要的問(wèn)題。

重新想了一下，我意識(shí)到自己遺漏了異常處理的一個(gè)重要部分。我沒(méi)考慮到異常發(fā)生時(shí)你做了什么。在多數(shù)情況下你很有可能不僅僅是捕獲異常！而問(wèn)題就在這里：一般情況下，你會(huì)試圖對(duì)問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)充，并讓應(yīng)用在最終用戶那里仍能發(fā)揮功能。所以我遺漏的就是：“”為了處理異常而執(zhí)行的補(bǔ)充代碼“”。按照補(bǔ)充代碼的不同，性能損失可能會(huì)變得相當(dāng)顯著。在某些情況下這可能意味著重試連接到服務(wù)器，在另一些情況下則可能意味著使用默認(rèn)的回滾方案，而這種方案提供的解決辦法肯定會(huì)帶來(lái)非常差勁的性能。對(duì)于我們?cè)诤芏嗲闆r下看到的行為，這似乎給出了很好的解釋。

不過(guò)我卻不覺(jué)得分析到這里已經(jīng)萬(wàn)事大吉，而是感到這里還遺漏了別的什么東西。

Stack trace

對(duì)此問(wèn)題，我仍頗為好奇，為此監(jiān)視了收集 strack trace 時(shí)情況性能有何變化。

經(jīng)常發(fā)生的情況應(yīng)該是這樣的：記下異常及其棧軌跡，嘗試找出問(wèn)題到底在哪。

為此我修改了代碼，額外收集了異常的 strack trace 。這讓情況顯著改變。對(duì)異常的 strack trace 的收集，其性能影響要比單純捕獲并拋出異常高出10倍。因此盡管 strack trace 有助于理解哪里發(fā)生了問(wèn)題（有可能還有助于理解為何發(fā)生問(wèn)題），但卻存在性能損失。由于我們談?wù)摰牟⒎且粭l strack trace，所以此處的影響往往非常之大。多數(shù)情況下，我們都要在多個(gè)層次上拋出并捕獲異常。我們看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子： Web 服務(wù)客戶端連接到服務(wù)器。首先，Java 庫(kù)級(jí)別上存在一個(gè)連接失敗異常。此后會(huì)有框架級(jí)別上的客戶端失敗異常，再以后可能還會(huì)有應(yīng)用層次上的業(yè)務(wù)邏輯調(diào)用失敗異常。到現(xiàn)在為止，總共要搜集三條strack trace。多數(shù)情況下，你都能從日志文件或者應(yīng)用輸出中看到這些 strack trace，而寫入這些較長(zhǎng)的strack trace 往往也會(huì)也帶來(lái)性能影響。

結(jié)論

首先因?yàn)榇嬖谛阅苡绊懚旬惓壷挥貌⒎橇疾?。異常有助于提供一種一致的方式來(lái)解決運(yùn)行時(shí)問(wèn)題，并且有助于寫出干凈的代碼。但我們應(yīng)該對(duì)代碼中拋出的異常數(shù)量進(jìn)行跟蹤，它們可能導(dǎo)致顯著的性能影響。所以 OneAPM 默認(rèn)要對(duì)所拋出的異常進(jìn)行跟蹤——在很多情況下人們都會(huì)對(duì)代碼中發(fā)生的異常以及在解決這些異常時(shí)的性能損耗感到吃驚不已。其次盡管使用異常很有裨益，您也應(yīng)避免捕獲過(guò)多的 strack trace。異常應(yīng)該是為異常的情況而設(shè)計(jì)的，使用時(shí)應(yīng)該牢記這一原則。當(dāng)然，萬(wàn)一您不想遵從好的編程習(xí)慣，Java 語(yǔ)言就會(huì)讓您知道，那樣做可以讓您的程序運(yùn)行得更快，從而鼓勵(lì)您去那樣做。

以上所述就是本文的全部?jī)?nèi)容了，希望大家能夠喜歡。

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