Java性能优化

Question

对于JOGL游戏，我的fps非常低，现在通过一些测试，我发现问题不在JOGL部分，而是在纯Java计算中。我需要定义很多浮点变量，这占用了90%的时间

我测试了45个浮点变量，其中只有16个得到初始值。其余的只是float z1; float z2;，等等。根据System.currentTimeMillis()，这大约需要5-10毫秒

但这段带有45个浮点数的代码位于一个由双循环调用的方法中。这个方法总共调用了49次（7*7）。所有这些都在JOGL方法中，以JFrame绘制游戏，但由于有这么多浮点变量，总共需要100毫秒，这意味着只有10帧

所以基本上问题是我必须初始化45*49=2205个浮点数。有没有办法优化它以获得更好的fps

例如，双精度浮点数会比浮点数快吗？或者先在循环外定义变量，然后在循环内给它们赋值，这会有帮助吗？有人知道如何让代码运行得更快吗？先谢谢你

编辑

根据要求，以下是源代码：

for (int x = -4; x < 3; x++) { // Loops 7 times
    for (int y = -4; y < 3; y++) { // Loops 7 times
        long t1 = System.currentTimeMillis();
        float z0  = terrain.getHeight(x-1, y-1); // Simple method, but takes up about half of the time
        float z1  = terrain.getHeight(x  , y-1);
        float z3  = terrain.getHeight(x+1, y-1);
        float z4  = terrain.getHeight(x+2, y-1);
        float z5  = terrain.getHeight(x-1, y  );
        float z6  = terrain.getHeight(x  , y  );
        float z7;
        float z8;
        float z9;
        float z10 = terrain.getHeight(x+1, y  );
        float z11 = terrain.getHeight(x+2, y  );
        float z12;
        float z13;
        float z14;
        float z15;
        float z16;
        float z17;
        float z18;
        float z19;
        float z20;
        float z21;
        float z22;
        float z23;
        float z24;
        float z25;
        float z26;
        float z27;
        float z28;
        float z29;
        float z30;
        float z31;
        float z32;
        float z33 = terrain.getHeight(x-1, y+1);
        float z34 = terrain.getHeight(x  , y+1);
        float z35;
        float z36;
        float z37;
        float z38 = terrain.getHeight(x+1, y+1);
        float z39 = terrain.getHeight(x+2, y+1);
        float z40 = terrain.getHeight(x-1, y+2);
        float z41 = terrain.getHeight(x  , y+2);
        float z43 = terrain.getHeight(x+1, y+2);
        float z44 = terrain.getHeight(x+2, y+2);
        t1 = System.currentTimeMillis() - t1;
        // Some other code where I use these variables.
        // Takes between 0-1 ms in total.
    }
}

编辑

我现在测试了getHeight（）方法，它占用了大约一半的时间。使用此方法的七个变量加起来约为5 ms，其中总数为10。以下是getHeight（）中使用的代码：

public float getHeight(float x, float y) {
    long t1 = System.currentTimeMillis();
    Coordinate c = new Coordinate(x, y);
    for (Entry<Coordinate, Float> e : heightMap.entrySet()) { // heightMap = HashMap<Coordinate, Float>
        if (e.getKey().x == c.x && e.getKey().y == c.y) {
            System.out.println("getHeight: " + (System.currentTimeMillis() - t1) + " ms");
            return e.getValue();
        }
    }
    return 0f;
}

坐标是我自己创建的一个类，它有一个构造函数，其中包含x和y的两个浮点参数，并在类本身中全局保存它们

我不使用heightMap的原因。get（c）是因为它总是抛出NullPointerException，而上面给出的代码永远不会到达return 0f;的最后一行

编辑

在[link]（Why are custom objects not equivalent keys for a HashMap?）问题中找到了问题的解决方案，即我必须将public boolean equals(Object other)和public int hashCode()添加到我的自定义坐标类中。现在getHeight方法可以使用heightMap。get（c），它删除了其中的循环并使程序更快。现在总共（有49个循环）大约需要1毫秒

Answer 1

爪哇的高性能计算，您可能会考虑USI JNI（java本机接口）——虽然它需要C++知识。要快速开始，请查看here

Answer 2

请注意，某些操作系统必须使用全屏独占模式才能为您提供足够的资源

在循环之外定义变量不会有帮助，因为Java优化了代码，而在循环内部定义变量实际上为Java提供了提高性能的提示。我认为（我只能猜测，因为你没有发布代码）是，你可以考虑使用一个长数组。在循环中使用它们非常有效，而且它们也在内存中一个接一个地分配，所以缓存可以有效地使用

对我来说，填充2025 long需要略高于一毫秒的时间，包括对random的调用。nextLong（）方法

public Long fillLongs(int numberofLongs) {

    long[] longs = new long[numberofLongs];
    Random r = new Random();

    long start = System.currentTimeMillis();

    for (long l : longs) {
        l = r.nextLong();
    }

    long end = System.currentTimeMillis();

    return end - start;

}

使用并行流，此任务花费的时间更少。通常在1毫秒以下

public Long fillLongs(int numberofLongs) {

    Long[] longs = new Long[numberofLongs];
    List<Long> longList = Arrays.asList(longs);
    Random r = new Random();

    long start = System.currentTimeMillis();

    longList.parallelStream().forEach(l -> {
        l = r.nextLong();
    });

    long end = System.currentTimeMillis();

    return end - start;

}