Що ефективніше: System.arraycopy або Arrays.copyOf?

toArrayМетод ArrayList, Блох використовує як System.arraycopyі Arrays.copyOfскопіювати масив.

public <T> T[] toArray(T[] a) {
    if (a.length < size)
        // Make a new array of a's runtime type, but my contents:
        return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
    System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
    if (a.length > size)
        a[size] = null;
    return a;
}

Як я можу порівняти ці два способи копіювання і коли слід використовувати який?

Різниця полягає в тому, Arrays.copyOfщо не тільки копіюються елементи, але й створюється новий масив. System.arraycopyкопіює в наявний масив.

Ось джерело для Arrays.copyOf, як ви бачите, воно використовується System.arraycopyвсередині для заповнення нового масиву:

public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
    T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
        ? (T[]) new Object[newLength]
        : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
    System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                     Math.min(original.length, newLength));
    return copy;
}

Незважаючи на те System.arraycopy, що реалізовано власно, і, отже, може бути на ¹ швидше, ніж цикл Java, це не завжди так швидко, як можна було б очікувати. Розглянемо цей приклад:

Object[] foo = new Object[]{...};
String[] bar = new String[foo.length];

System.arraycopy(foo, 0, bar, 0, bar.length);

У цьому випадку масиви fooта barмають різні базові типи, тому реалізація arraycopyповинна перевірити тип кожного скопійованого посилання, щоб переконатися, що це насправді посилання на екземпляр String. Це значно повільніше, ніж простий C-стиль memcopyвмісту масиву.

Інший момент - Arrays.copyOfвикористання System.arraycopyпід капотом. Тому System.arraycopyце на обличчі його не повинно бути менше ² , ніж Arrays.copyOf. Але ви можете бачити (з наведеного вище коду ), що Arrays.copyOfв деяких випадках використовуватиме відображення для створення нового масиву. Тож порівняння продуктивності не є простим.

У цьому аналізі є кілька недоліків.

1. Ми розглядаємо код реалізації з конкретної версії Java. Ці методи можуть змінюватися, скасовуючи попередні припущення щодо ефективності.

2. Ми ігноруємо можливість того, що компілятор JIT міг би виконати розумну оптимізацію особливих випадків для цих методів. І, мабуть, це трапляється з Arrays.copyOf; див. Чому Arrays.copyOf в 2 рази швидше, ніж System.arraycopy для малих масивів? . Цей метод є "властивим" у реалізаціях Java поточного покоління, що означає, що компілятор JIT буде ігнорувати те, що міститься у вихідному коді Java!

Але в будь-якому випадку, різниця між двома версіями є O(1)(тобто не залежить від розміру масиву) і відносно невелика. Тому моєю порадою буде використовувати версію, яка полегшує читання вашого коду, і турбуватися про те, яка з них швидша, лише якщо профілювання говорить вам, що це важливо.

^{1 - Це може бути швидше, але також можливо, що компілятор JIT робить настільки гарну роботу з оптимізації ручно закодованого циклу, що різниці немає.}

Якщо вам потрібна точна копія масиву (скажімо, якщо ви хочете зробити захисну копію), найефективнішим способом копіювання масиву є, мабуть, використання clone()методу об’єкта масиву :

class C {
    private int[] arr;
    public C(int[] values){
        this.arr = values.clone();
    }
}

Я не потрудився перевірити його ефективність, але це хороший шанс бути досить швидким, оскільки це все рідне (виділення та копіювання у виклику), а клонування - це свого роду особливий благословенний спосіб копіювання об'єктів JVM (і це переважно зло для інших цілей) і, ймовірно, зможе скористатися деякими "ярликами".

Особисто я б все-таки використовував, cloneякби це було повільніше, ніж будь-який інший спосіб копіювання, тому що його легше читати і майже неможливо зіпсувати під час написання. System.arrayCopy, з іншої сторони...

System.arrayCopy набагато швидше. Це в системі, оскільки використовує пряму копію пам'яті поза межами Java Java. Використовуйте його, коли це можливо.

Ви розглядали реалізацію Arrays.copyOf () від Sun?

 public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) {
    int[] copy = new int[newLength];
    System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                     Math.min(original.length, newLength));
    return copy;
}

Як бачимо, він використовує System.arraycopy()внутрішньо, тому продуктивність буде однаковою.

System.arrayCopyреалізовано спочатку і, отже, буде швидшим за будь-який код Java. Я рекомендую вам використовувати його.

Замість дебатів, це фактичні результати. Очевидно, що ваш вибір буде залежати від кількості даних, які ви хочете скопіювати.

байт [] тест продуктивності копіювання

10000 000 ітерацій 40b array.copyOfRange: 135ms systems.arraycopy: 141ms

10000 000 ітерацій 1000b array.copyOfRange: 1861ms systems.arraycopy: 2211ms

10000 000 ітерацій 4000b array.copyOfRange: 6315ms systems.arraycopy: 5251ms

1000000 ітерацій 100000b array.copyOfRange: 15198ms систем. Arraycopy: 14783ms

Якщо ви подивитесь як на вихідний код System.arraycopy () of, так і на Array.copyOf (), для продуктивності.

System.arraycopy () - це код С, він працює безпосередньо на вашому масиві, не повертає жодних значень, і тому він повинен працювати набагато швидше, ніж Array.copyOf (). Тим не менше, якщо вам потрібно створити новий масив або якщо вам просто потрібно значення операції копіювання, вам доведеться створити новий масив для цього, встановити нову довжину масиву тощо ... Таким чином, ви не можете зробити повертається System.arraycopy (джерело, 0, адресат, 0, довжина).

Для того, що тоді може зробити Array.copyOf (), він створить для вас новий масив. Ви можете призначити повернене значення з Array.copyOf () масиву або повернути його із методу, оскільки Array.copyOf () повертає вам значення, замість того, щоб працювати безпосередньо з цільовим масивом. Таким чином, ваш код буде виглядати набагато чистішим. Тим не менше, для вартості продуктивності Array.copyOf () є загальним методом типу, і він не знає заздалегідь, з чим буде працювати. Таким чином, він повинен викликати Array.newInstance () або new Object (), а потім передати його типу масиву вводу.

Тож підбиваємо підсумки. Використовуйте System.arraycopy () через продуктивність. Використовуйте Array.copyOf () для більш чистого коду.

      class ArrayCopyDemo {
   public static void main(String[] args) {
    char[] copyFrom = { 'd', 'e', 'c', 'a', 'f', 'f', 'e',
            'i', 'n', 'a', 't', 'e', 'd' };
    char[] copyTo = new char[7];

    System.arraycopy(copyFrom, 2, copyTo, 0, 7);
    System.out.println(new String(copyTo));
}
 }