Java中arraycopy与copyOf的性能对比与源码解析

"本文主要探讨了Java中的两个数组复制方法：`System.arraycopy`和`Arrays.copyOf`，并基于对JDK源码的分析给出了使用建议。建议在条件允许时优先选择`System.arraycopy`，如果必须则使用`Arrays.copyOf`。" 在Java编程中，我们经常需要复制数组来创建新的副本或进行数据操作。`System.arraycopy`和`Arrays.copyOf`是Java提供给我们的两种主要的数组复制方式。它们各有特点，适用于不同的场景。 首先，`System.arraycopy`是一个本地(native)方法，定义在`java.lang.System`类下，它具有较高的性能。这个方法的参数包括源数组、源数组起始位置、目标数组、目标数组起始位置以及要复制的元素数量。`System.arraycopy`的实现通常由JVM直接优化，因此在处理大量数据时效率较高，不会引入额外的对象创建开销。但是，它要求源和目标数组必须是相同类型的，否则会导致`ArrayStoreException`。 方法签名如下： ```java public static native void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length); ``` 其次，`Arrays.copyOf`是`java.util.Arrays`类提供的一个方法，它提供了更灵活的数组复制功能，可以用于复制任何类型的数组，并且支持改变复制后的数组长度。`Arrays.copyOf`首先会检查新长度是否合法，然后根据需要创建一个新的目标数组，最后将源数组中的元素复制到新数组中。如果目标类型与源类型不匹配，将会抛出`ArrayStoreException`。此外，如果数组为null，`Arrays.copyOf`会抛出`NullPointerException`。 基础的`Arrays.copyOf`方法如下： ```java public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) { return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass()); } ``` 更通用的版本，允许指定目标数组的类型： ```java public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) { T[] copy = ((Object) newType == (Object) Object[].class) ? (T[]) new Object[newLength] : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength); System.arraycopy(original, 0, copy, 0, Math.min(original.length, newLength)); return copy; } ``` 对比这两个方法，`System.arraycopy`通常更快，因为它直接操作内存，而`Arrays.copyOf`涉及到额外的数组创建和类型检查。然而，`Arrays.copyOf`提供了更多的便利性，如改变数组长度和复制不同类型的数组。 在实际应用中，如果对性能有较高要求，特别是在处理大数据量时，应优先考虑使用`System.arraycopy`。而在需要保持源数组和目标数组类型一致，或者需要调整复制数组长度的情况下，`Arrays.copyOf`是一个更好的选择。根据具体需求和性能要求，合理选择这两个方法可以有效地提高代码的效率和可读性。