性能主题

Java算术运算性能设计要点

　　如果想进行快速安全的金融财务有关的算术计算，也就是浮点的加减乘除算术运算，请遵循下列条件：

首先，不要使用float进行任何算术运算，因为它的精度太低只有32位。double也不是很精确，看下面案例：

System.out.println( "362.2 - 362.6 = " + ( 362.2 - 362.6 ) );

结果是"362.2 - 362.6 = -0.4000000000000341"

当使用double避免与非整数值一起工作，使用long进行加减算法，进行除法和乘法请使用Math.round/rint/ceil/floor。

再看看double和BigDecimal比较，让我们用1.5% 乘362.2$ 计算，运行100M次：

BigDecima:

int res = 0;

final BigDecimal orig = new BigDecimal( "362.2" );

final BigDecimal mult = new BigDecimal( "0.015" ); //1.5%

for ( int i = 0; i < ITERS; ++i )

{

    final BigDecimal result = orig.multiply( mult, MathContext.DECIMAL64 );

    if ( result != null ) res++;

}

double:

final double orig = 36220; //362.2 in cents

final double mult = 0.015; //1.5%

for ( int i = 0; i < ITERS; ++i )

{

    final long result = Math.round( orig * mult );

    if ( result != 543 ) res++;    //543.3 cents actually

}

测试下来，BigDecimal使用了4.899秒，而double使用了0.58秒。如果你的计算正好是52位(double的精确度)，尽量使用double，而不是BigDecimal.

如果你仍然想使用BigDecimal作为您的货币计算（很方便，至少！），下面的文字会给你正确的使用BigDecimal的一些提示。

对于BigDecimals您可以同时指定舍入模式和精度，但有一个更方便的方法 - 您可以使用MathContext代替，其中包含精度和舍入的信息。更重要的是，也有一些预定义的，这可以让你模拟float/double/decimal_128算术运算，没有任何四舍五入问题：MathContext.DECIMAL32/DECIMAL64/DECIMAL128。

MathContext.UNLIMITED是一个缺省的MathContext值。但是不要使用它，它等同于一点没有上下文。

你可以使用MathContext进行加减运算，但是对于乘除最好规定一个DECIMAL*上下文，它们是必需的，因为当运算结果有一个无限长的十进制扩展，这些操作需要指定精度。否则会报ArithmeticException错误。

下面是运算同样算术的性能比较：

double 0.018秒
no MathContext 4.1秒
MathContext.UNLIMITED 3.9秒
MathContext.DECIMAL32 4.2秒
MathContext.DECIMAL64 9.5秒
MathContext.DECIMAL128 13.9秒

最后，如果你想将一个浮点数转为字符串，好像很容易，实际相当困难，你需要知道的浮点数的二进制表示形式（IEEE-754）。详情将在sun.misc.floatingdecimal类的源代码看看（一般不存在JDK中，因此谷歌搜索它：）），特别是，一个很短的时差法，做了所有的魔术。自从1996年以后没有人敢碰它：）

下面是性能比较：

Double.toString(double) 4.1 sec

BigDecimal.toPlainString 12.4 sec

BigDecimal.toEngineeringString 12.5 sec

请注意：对于double, 请不要将double转为BigDecimal，先将double转为String，再将String转为BigDecimal。

如果你的算术需要将一个字符串作为输入，将其直接转换为BigDecimal。好处是你会避免任何的舍入误差。