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当我们将一种类型的对象转换为另一种类型时是否有任何开销？或者编译器只是解决所有问题并且在运行时没有成本？

这是一般的事情，还是有不同的情况？

例如，假设我们有一个 Object[] 数组，其中每个元素可能有不同的类型。但是我们总是可以肯定地知道，比如说，元素 0 是一个 Double，元素 1 是一个字符串。（我知道这是一个错误的设计，但我们假设我必须这样做。）

Java 的类型信息在运行时是否仍然保留？或者编译后一切都被遗忘了，如果我们做 (Double)elements[0]，我们只会跟随指针并将这 8 个字节解释为双精度，不管那是什么？

我非常不清楚Java中的类型是如何完成的。如果您对书籍或文章有任何建议，那么也谢谢您。

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有两种类型的铸造：

隐式转换，当您从一个类型转换为更广泛的类型时，这是自动完成的并且没有开销：

String s = "Cast";
Object o = s; // implicit casting

显式转换，当您从较宽的类型转换为较窄的类型时。对于这种情况，您必须像这样显式使用强制转换：

Object o = someObject;
String s = (String) o; // explicit casting

在第二种情况下，运行时存在开销，因为必须检查这两种类型，并且如果强制转换不可行，JVM 必须抛出 ClassCastException。

取自JavaWorld：铸造成本

转换用于在类型之间进行转换——特别是在引用类型之间，对于我们在这里感兴趣的转换操作的类型。

Upcast操作（在 Java 语言规范中也称为扩大转换）将子类引用转换为祖先类引用。这种转换操作通常是自动的，因为它总是安全的并且可以由编译器直接实现。

向下转换操作（在 Java 语言规范中也称为缩小转换）将祖先类引用转换为子类引用。这种转换操作会产生执行开销，因为 Java 要求在运行时检查转换以确保它是有效的。如果引用的对象不是转换的目标类型或该类型的子类的实例，则不允许尝试的转换并且必须抛出 java.lang.ClassCastException。

于 2010-01-31T07:14:42.933 回答
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对于 Java 的合理实现：

每个对象都有一个标头，其中包含一个指向运行时类型的指针（例如Doubleor String，但它永远不可能是CharSequenceor AbstractList）。假设运行时编译器（在 Sun 的情况下通常是 HotSpot）无法静态确定类型，则需要由生成的机器代码执行一些检查。

首先需要读取指向运行时类型的指针。无论如何，这对于在类似情况下调用虚拟方法是必要的。

对于转换为类类型，在您点击 之前确切知道有多少超类java.lang.Object，因此可以从类型指针（实际上是 HotSpot 中的前八个）的恒定偏移量处读取该类型。同样，这类似于为虚拟方法读取方法指针。

然后读取的值只需要与预期的强制转换类型进行比较。根据指令集架构，另一条指令将需要在不正确的分支上进行分支（或故障）。诸如 32 位 ARM 之类的 ISA 具有条件指令，并且可以让悲伤的路径通过快乐的路径。

由于接口的多重继承，接口更加困难。通常，对接口的最后两个强制转换缓存在运行时类型中。在早期（十多年前），接口有点慢，但这不再重要。

希望您能看到这类事情在很大程度上与性能无关。你的源代码更重要。就性能而言，您的方案中最大的打击可能是由于到处追逐对象指针而导致的缓存未命中（类型信息当然很常见）。

于 2010-01-31T11:29:21.620 回答
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例如，假设我们有一个 Object[] 数组，其中每个元素可能有不同的类型。但是我们总是可以肯定地知道，比如说，元素 0 是一个 Double，元素 1 是一个字符串。（我知道这是一个错误的设计，但我们假设我必须这样做。）

编译器不会记录数组中各个元素的类型。它只是检查每个元素表达式的类型是否可分配给数组元素类型。

Java 的类型信息在运行时是否仍然保留？或者编译后一切都被遗忘了，如果我们做 (Double)elements[0]，我们只会跟随指针并将这 8 个字节解释为双精度，不管那是什么？

一些信息在运行时保留，但不是各个元素的静态类型。您可以通过查看类文件格式来判断这一点。

理论上，JIT 编译器可以使用“转义分析”来消除某些分配中不必要的类型检查。但是，按照您建议的程度执行此操作将超出实际优化的范围。分析单个元素类型的回报太小了。

此外，人们无论如何都不应该编写这样的应用程序代码。

于 2010-01-31T07:37:53.413 回答
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在运行时执行强制转换的字节码指令称为checkcast. 您可以使用反汇编 Java 代码javap来查看生成了哪些指令。

对于数组，Java 在运行时保留类型信息。大多数时候，编译器会为您捕获类型错误，但在某些情况下，您会ArrayStoreException在尝试将对象存储在数组中时遇到类型不匹配的错误（并且编译器没有捕获它） . Java 语言规范给出了以下示例：

class Point { int x, y; }
class ColoredPoint extends Point { int color; }
class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ColoredPoint[] cpa = new ColoredPoint[10];
        Point[] pa = cpa;
        System.out.println(pa[1] == null);
        try {
            pa[0] = new Point();
        } catch (ArrayStoreException e) {
            System.out.println(e);
        }
    }
}

Point[] pa = cpa是有效的，因为ColoredPoint它是 Point 的子类，但pa[0] = new Point()无效。

这与泛型类型相反，泛型类型在运行时没有类型信息。编译器checkcast在必要时插入指令。

泛型类型和数组的这种类型差异使得它通常不适合混合使用数组和泛型类型。

于 2010-01-31T07:55:21.493 回答
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理论上，引入了开销。但是，现代 JVM 很聪明。每个实现都是不同的，但是假设可能存在一个实现，当它可以保证永远不会发生冲突时，JIT 优化了强制转换检查并不是不合理的。至于哪些特定的 JVM 提供此功能，我无法告诉您。我必须承认我自己想知道 JIT 优化的细节，但这些都是 JVM 工程师需要担心的。

这个故事的寓意是首先编写可理解的代码。如果您遇到减速，请分析并确定您的问题。很有可能不是因为演员阵容。永远不要为了优化它而牺牲干净、安全的代码，直到你知道你需要这样做。

于 2016-11-10T18:07:21.240 回答