Java 浅拷贝性能比较
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2021-03-11 13:33
一、前言
实际开发中，经常会遇到对象拷贝的需求，本文就结合日常开发过程中，使用到的浅拷贝技术，进行性能比较，看看谁更强。
重要：下面将会花大量篇幅，列出各种类型浅拷贝的代码，你可以直接拖到文章末尾，看性能对比结果。然后再根据你中意的对象回过头来看它的代码，避免疲劳。
首先创建一个用于拷贝的 Bean，如下所示：
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Builder;
import lombok.Data;
import org.apache.commons.lang3.RandomStringUtils;
import org.apache.commons.lang3.RandomUtils;
import java.util.Date;
@Data
@Builder
public class User {
private long id;
private int age;
private String name;
private boolean isMale;
private School school;
private Date createDate;
public static User mock() {
return User.builder()
.id(RandomUtils.nextLong())
.age(RandomUtils.nextInt())
.name(RandomStringUtils.randomAlphanumeric(5))
.isMale(RandomUtils.nextBoolean())
.school(new School(RandomStringUtils.randomAlphanumeric(5), RandomUtils.nextInt()))
.createDate(new Date())
.build();
}
}
@AllArgsConstructor
class School {
private String name;
private int code;
}然后编写一个模板类，给各个浅拷贝方法提供预热和耗时统计功能：
public abstract class BaseCopyTest {
public List<User> prepareData(int size) {
List<User> list = new ArrayList<>(size);
IntStream.range(0, size).forEach(e -> list.add(User.mock()));
return list;
}
public User prepareOne() {
return User.mock();
}
public void testCopy(List<User> data) {
warnUp();
long startTime = System.currentTimeMillis();
copyLogic(data);
System.out.println(name() + ": " + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
}
abstract void warnUp();
abstract void copyLogic(List<User> data);
abstract String name();
}二、工具类
首先介绍下工具类这边，代表“工具类”参赛的选手有：
Apache BeanUtils——廉颇老矣
Spring BeanUtils——夕阳红
Spring BeanCopier——三十而立
Spring BeanCopier + Reflectasm——身强力壮
2.1 Apache BeanUtils
Apache BeanUtils 算是一个比较古老的工具类，其自身是存在性能问题的，阿里巴巴开发手册中也明确禁止使用该工具，本次对比仍然把它加进来把。
想要用它需要导入依赖包：
<dependency>
<groupId>commons-beanutils</groupId>
<artifactId>commons-beanutils</artifactId>
<version>1.9.4</version>
</dependency>public class ApacheBeanUtilsTest extends BaseCopyTest {
@Override
void warnUp() {
User source = prepareOne();
try {
User target = new User();
System.out.println(source);
BeanUtils.copyProperties(target, source);
System.out.println(target);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
void copyLogic(List<User> data) {
for(User source : data) {
try {
BeanUtils.copyProperties(new User(), source);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
@Override
String name() {
return "Apache BeanUtils";
}
}2.2 Spring BeanUtils
Spring BeanUtils 和 Apache Utils API 很像，但是在效率上比 Apache 效率更高，目前使用的人也不少。引入 spring-beans 依赖包后即可使用。
Spring BeanUtils 的 copyProperties() 方法，第一个是源对象，第二个是目标对象。和 Apache BeanUtils 正好相反，要注意避免踩坑。
public class SpringBeanUtilsTest extends BaseCopyTest {
@Override
void warnUp() {
User source = prepareOne();
User target = new User();
System.out.println(source);
BeanUtils.copyProperties(source, target);
System.out.println(target);
}
@Override
void copyLogic(List<User> data) {
for(User source : data) {
BeanUtils.copyProperties(source, new User());
}
}
@Override
String name() {
return "Spring BeanUtils";
}
}2.3 Spring BeanCopier
Spring 还为我们提供了一种基于 Cglib 的浅拷贝方式 BeanCopier，引入 spring-core 依赖包后即可使用，它被认为是取代 BeanUtils 的存在。
让我们编写一个工具类来使用 BeanCopier，如下所示：
public class BeanCopierUtils {
private static final Map<String, BeanCopier> CACHE = new ConcurrentHashMap<>();
public static void copyProperties(Object source, Object target) {
BeanCopier copier = getBeanCopier(source.getClass(), target.getClass());
copier.copy(source, target, null);
}
private static BeanCopier getBeanCopier(Class<?> sourceClazz, Class<?> targetClazz) {
String key = generatorKey(sourceClazz, targetClazz);
BeanCopier copier;
if(CACHE.containsKey(key)) {
copier = CACHE.get(key);
} else {
copier = BeanCopier.create(sourceClazz, targetClazz, false);
CACHE.put(key, copier);
}
return copier;
}
private static String generatorKey(Class<?> sourceClazz, Class<?> targetClazz) {
return sourceClazz + "_" + targetClazz;
}
}对应的，编写下它的测试类：
public class BeanCopierUtilsTest extends BaseCopyTest {
@Override
void warnUp() {
User source = prepareOne();
User target = new User();
System.out.println(source);
BeanCopierUtils.copyProperties(source, target);
System.out.println(target);
}
@Override
void copyLogic(List<User> data) {
for(User source : data) {
BeanCopierUtils.copyProperties(source, new User());
}
}
@Override
String name() {
return "Spring BeanCopier";
}
}2.4 Spring BeanCopier + Reflectasm
在大量对象拷贝过程中，new 操作往往是耗时的，Spring BeanCopier 并没有解决 new 这个动作。Reflectasm 是一个高性能的反射工具包，可以利用它来解决 new 步骤的耗时。使用 Reflectasm 需要引入依赖：
<dependency>
<groupId>com.esotericsoftware</groupId>
<artifactId>reflectasm</artifactId>
<version>1.11.9</version>
</dependency>改造 BeanCopierUtils 类代码后如下：
public class BeanCopierReflectasmUtilsTest extends BaseCopyTest {
@Override
void warnUp() {
User source = prepareOne();
try {
System.out.println(source);
System.out.println(BeanCopierReflectasmUtils.copyProperties(source, User.class));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
void copyLogic(List<User> data) {
for(User source : data) {
User target = BeanCopierReflectasmUtils.copyProperties(source, User.class);
}
}
@Override
String name() {
return "Spring BeanCopier Reflectasm";
}
}如上所示，拷贝方法通过 class 进行反射创建对象，并对 ConstructorAccess 进行缓存，提高效率。编写下它对应的测试类：
public class BeanCopierReflectasmUtilsTest extends BaseCopyTest {
@Override
void warnUp() {
User source = prepareOne();
try {
System.out.println(source);
System.out.println(BeanCopierReflectasmUtils.copyProperties(source, User.class));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
void copyLogic(List<User> data) {
for(User source : data) {
User target = BeanCopierReflectasmUtils.copyProperties(source, User.class);
}
}
@Override
String name() {
return "Spring BeanCopier Reflectasm";
}
}三、原生类
回过头来介绍下代表 Java “原生类”参赛的选手：
new——祖师爷
clone——瘦死的骆驼比马大
3.1 new
咱们 java 面向对象编程学习的第一个关键字，非 new 莫属了。虽然浅拷贝用 new 未免太过于傻瓜，但还是把它请出来，看看它的性能咋样。
public class NewTest extends BaseCopyTest {
@Override
void warnUp() {
User source = prepareOne();
try {
User target = new User();
System.out.println(source);
target.setId(source.getId());
target.setAge(source.getAge());
target.setName(source.getName());
target.setMale(source.isMale());
target.setSchool(source.getSchool());
target.setCreateDate(source.getCreateDate());
System.out.println(target);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
void copyLogic(List<User> data) {
for(User source : data) {
User target = new User();
target.setId(source.getId());
target.setAge(source.getAge());
target.setName(source.getName());
target.setMale(source.isMale());
target.setSchool(source.getSchool());
target.setCreateDate(source.getCreateDate());
}
}
@Override
String name() {
return "Java New";
}
}3.2 clone
clone 也是 Java 原生提供的拷贝方法，并且据说性能还不错，我司项目里面就还有许多用 clone 的实现。咱们也拉出来比划比划：
使用 clone 咱们得先让对象实现 Cloneable 接口，修改 User：
@Data
@Builder
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class User implements Cloneable {
private long id;
private int age;
private String name;
private boolean isMale;
private School school;
private Date createDate;
public static User mock() {
return User.builder()
.id(RandomUtils.nextLong())
.age(RandomUtils.nextInt())
.name(RandomStringUtils.randomAlphanumeric(5))
.isMale(RandomUtils.nextBoolean())
.school(new School(RandomStringUtils.randomAlphanumeric(5), RandomUtils.nextInt()))
.createDate(new Date())
.build();
}
@Override
public Object clone() {
try {
return super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}
@AllArgsConstructor
class School {
private String name;
private int code;
}四、Lombok
最后咱们咱来介绍下 Lombok 的浅拷贝，代表 Lombok 出场的有两位选手：
toBuilder——后起之秀
newBuilder——迅雷不及掩耳之势
4.1 toBuilder
想要开启 Lombok 的 toBuilder 功能，需要将 User 类上方的 @Builder 修改为 @Builder(toBuilder = true) 即可，编写它的测试类：
public class ToBuilderTest extends BaseCopyTest {
@Override
void warnUp() {
User source = prepareOne();
System.out.println(source);
System.out.println(source.toBuilder().build());
}
@Override
void copyLogic(List<User> data) {
for(User source : data) {
User target = source.toBuilder().build();
}
}
@Override
String name() {
return "Lombok toBuilder";
}
}4.2 newBuilder
再来介绍下 Lombok 的 newBuilder，它有点类似于 new，有点傻瓜，但也把它列出来，看看性能咋样：
public class NewBuilderTest extends BaseCopyTest {
@Override
void warnUp() {
User source = prepareOne();
System.out.println(source);
System.out.println(this.copy(source));
}
@Override
void copyLogic(List<User> data) {
for(User source : data) {
User target = this.copy(source);
}
}
private User copy(User source) {
return User.builder()
.id(source.getId())
.age(source.getAge())
.name(source.getName())
.isMale(source.isMale())
.school(source.getSchool())
.createDate(source.getCreateDate())
.build();
}
@Override
String name() {
return "Lombok newBuilder";
}
}五、测试
经过漫长的选手出场介绍，咱们终于可以进行性能对比了。首先介绍下本机器配置信息：
Win10 专业版 1909
AMD Ryzen 5 3600 6-Core
16GB RAM
测试均采用单线程测试，压测不同数据量情况下各种方式的耗时结果，测试结果如下（单位ms）。
排除掉 BeanUtils 后，结果如下：
最后简单总结下：
禁止使用 Apache BeanUtils，性能差到离谱
不推荐使用 Spring BeanUtils，可以使用 Spring BeanCopier 替代
Spring BeanCopier Reflectasm 和 Spring BeanCopier 相比提升不了性能，但是写起来更简便（不需要显式 new 对象）
Java 原生的 new 和 clone 性能很高，可以使用 clone
Lombok 的 toBuilder 速度也很快，并且写起来很方便，推荐使用
作者: Jitwxs
链接: https://jitwxs.cn/a9fa88a0.html
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