Java中的条件编译

Posted by Gityuan on July 26, 2015

在代码中添加大量log,对于CPU和内存的影响如何,会不会降低性能?相信有不少人对此有疑问,本文将详细解答该问题。

一、概述

条件编译是指源程序的代码行,可以在满足一定条件的情况下才进行编译,而未选中的源码,不会生成中间码或机器码,即部分内容参与编译。

条件编译的好处:对于不同硬件平台或者软件平台,或者不同功能模块的代码,编写到在同一个源文件,从而方便程序的维护和移植。

很多程序设计语言都提供条件编译的功能,比如C/++c采用预处理器指示符来达到条件编译。而Java语言并没有提供直接的预处理器,那么Java是不是就没有条件编译呢?先告诉大家,答案是Java存在条件编译,在这之前先说说C/C++的条件编译。

二、C/C++条件编译

对于C/C++,常见的预处理指令:

#include 引入源代码文件
#define 宏定义
#undef 取消已存在的宏定义
#if 如果条件为真,则编译后面的代码
#ifdef 如果宏已定义,则编译后面的代码
#ifndef 如果宏未定义,则编译后面的代码
#elif 如果前面的#if条件为假,并且当前条件为真,则编译后面的代码
#endif 结束前面的#if……#else条件编译语句块

条件编译常见形式:

(1) 当通过#define已定义过该 标识符,则程序编译阶段会选择编译代码段1,否则编译代码段2

#ifdef 标识符
        代码段1
#else
        代码段2
#endif

(2) 当通过#define未定义过该 标识符,则程序编译阶段会选择编译代码段1,否则编译代码段2。功能正好与(1)相反

#ifndef 标识符
        代码段1
#else
        代码段2
#endif

(3) 当 表达式为真,则程序编译阶段会选择编译代码段1,否则编译代码段2

#if  表达式
        代码段1
#else
        代码段2
#endif

三、Java条件编译

Java语法的条件编译,是通过判断条件为常量的if语句实现的。其原理是Java语言的语法糖,根据if判断条件的真假,编译器直接把分支为false的代码块消除。通过该方式实现的条件编译,必须在方法体内实现,而无法在正整个Java类的结构或者类的属性上进行条件编译,这与C/C++的条件编译相比,确实更有局限性。在Java语言设计之初并没有引入条件编译的功能,虽有局限,但是总比没有更强。

反编译分析技术:

对于Debug.java文件,执行:

javac Debug.java  //编译后 生成Debug.class文件
javap -c Debug.class //通过javap,反编译class文件

接下来,展开几项对比分析:

3.1 final对比

该对比项是针对是否采用final变量与非final变量的对比:

源码:

// 空方法
public void voidMethod(){

}

//final常量
private final boolean FINAL_FLAG_FALSE = false;
public void constantFalseFlag(){
    if(FLAG_FALSE){
        System.out.println("debug log...");
    }
}

// 非final
private boolean  falseFlag= false;
public void falseFlag(){
    if(falseFlag){
        System.out.println("debug log...");
    }
}

反编译解析后的结果如下:

// 空方法
public void voidMethod();
   Code:
      0: return

//final常量
public void constantFalseFlag();
   Code:
      0: return

// 非final
public void falseFlag();
   Code:
      0: aload_0
      1: getfield      #3                  // Field falseFlag:Z
      4: ifeq          15
      7: getstatic     #5                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
     10: ldc           #6                  // String debug log...
     12: invokevirtual #7                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
     15: return

从反编译的Code字段,可以看出constantFalseFlag()方法体内的内容经过编译后,对于常量false分支,是不可达分支,则在编译成class字节码文件时剪出该分支,最终效果等价于voidMethod()。而对于falseFlag()方法,则多了5条指令。

可见,对于常量为false的if语句,由于恒为false,等同于条件编译的功能。

另外除了反编译的方式来对比分析,如果不了解反编译后的语法,还可以简单地对比编译后的.Class文件的大小,也会发现if(false){}内部的代码块会自动剪除。


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