原文出自 jakewharton 关于 D8 和 R8 系列文章第 12 篇。
枚举是（并且一直是！）一种推荐的方法来创建常量。通常情况下，枚举只提供一组可能的常量，而不是其他的。但是作为完整类，枚举还可以携带辅助方法和字段（实例和静态）或实现接口。
对于枚举的优化通常就是在它出现的位置进行处理，一种常见的优化是用整数值替换简单的引用（即对于那些没有字段、方法或接口的枚举）。但是，还有其他一些优化适用于所有仍然可用的枚举。
1. Ordinal 方法
每个枚举常量都有一个 ordinal() 方法，该方法返回它在所有常量列表中的位置，范围在[0，N]，它可以用于索引到其他基于零的数据结构，如数组甚至位。最常见的用法就是在 Java 编译器中的 switch 语句。
enum Greeting { FORMAL { @Override String greet(String name) { return "Hello, " + name; } }, INFORMAL { @Override String greet(String name) { return "Hey " + name + '!'; } };
abstract String greet(String name);
static String type(Greeting greeting) { switch (greeting) { case FORMAL: return "formal"; case INFORMAL: return "informal"; default: throw new AssertionError(); } }}
复制代码
查看编译的字节码显示了对 ordinal() 的隐藏调用。
[000a34] Greeting.type:(LGreeting;)Ljava/lang/String;0000: invoke-virtual {v1}, LGreeting;.ordinal:()I0003: move-result v1 ⋮
复制代码
如果我们用其中一个常量调用这个方法，就会出现一个优化的机会。
public static void main(String... args) { System.out.println(Greeting.type(Greeting.INFORMAL));}
复制代码
由于这是整个应用程序中类型的唯一引用处，所以 R8 将方法内联起来。
[000b60] Greeter.main:([Ljava/lang/String;)V0000: sget-object v1, Ljava/lang/System;.out:Ljava/io/PrintStream;0002: sget-object v0, LGreeting;.INFORMAL:LGreeting;0004: invoke-virtual {v0}, LGreeting;.ordinal:()I0007: move-result v0 ⋮0047: invoke-virtual {v1, v2}, Ljava/io/PrintStream;.println:(Ljava/lang/String;)V0050: return-void
复制代码
字节码索引 0002 查找 INFORMAL 枚举常量，然后 0004-0007 调用其 oridinal() 方法。这是一个冗余的操作，因为常量的序号在编译时是已知的。
R8 检测常量引用流中对 ordinal() 的调用，并调用将产生的正确整数值替换。
[000b60] Greeter.main:([Ljava/lang/String;)V 0000: sget-object v1, Ljava/lang/System;.out:Ljava/io/PrintStream;-0002: sget-object v0, LGreeting;.INFORMAL:LGreeting;-0004: invoke-virtual {v0}, LGreeting;.ordinal:()I-0007: move-result v0+0002: const/4 v0, #int 1 ⋮ 0042: invoke-virtual {v1, v2}, Ljava/io/PrintStream;.println:(Ljava/lang/String;)V 0045: return-void
复制代码
这个常量值现在流入 switch 语句，只留下所需的分支就可以消除它。
[000b60] Greeter.main:([Ljava/lang/String;)V 0000: sget-object v1, Ljava/lang/System;.out:Ljava/io/PrintStream;-0002: const/4 v0, #int 1- ⋮+0002: const-string v0, "informal" 0004: invoke-virtual {v1, v0}, Ljava/io/PrintStream;.println:(Ljava/lang/String;)V 0007: return-void
复制代码
尽管该语言提供了枚举的切换，但它的实现都是基于序数值中的整数。在固定常量上替换对 ordinal() 的调用是一种简单的优化，但它允许更高级的优化（如分支消除）应用于否则无法应用的地方。
2. Names 方法
除了 ordinal() 之外，每个枚举常量还通过 name() 方法公开其声明的名称。默认情况下， toString() 还将返回声明的名称，但由于该方法可以被重写，因此必须有一个不同的名称 name()。
enum Greeting { FORMAL { /* … */ }, INFORMAL { /* … */ }; abstract String greet(String name); @Override public String toString() { return "Greeting(" + name().toLowercase(US) + ')'; }}
复制代码
name() 的值通常用于 display、logging 或 serialization。
static void printGreeting(Greeting greeting, String name) { System.out.println(greeting.name() + ": " + greeting.greet(name));}
public static void main(String... args) { printGreeting(Greeting.FORMAL, "Jake");}
复制代码
运行上面的示例，将会打印出 “FORMAL: Hello, Jake”，同样由于只被一个位置引用，R8 会将 printGreeting 内联到 main 方法中。
[000474] Greeting.main:([Ljava/lang/String;)V0000: sget-object v3, LGreeting;.FORMAL:LGreeting;0002: sget-object v0, Ljava/lang/System;.out:Ljava/io/PrintStream;0004: new-instance v1, Ljava/lang/StringBuilder;0006: invoke-direct {v1}, Ljava/lang/StringBuilder;.<init>:()V0009: invoke-virtual {v3}, LGreeting;.name:()Ljava/lang/String;000c: move-result-object v2 ⋮0022: invoke-virtual {v1, v2}, Ljava/io/PrintStream;.println:(Ljava/lang/String;)V0025: return-void
复制代码
字节码索引 0000 处查找 FORMAL 枚举常量，然后 0009-000c 调用其 name() 方法。就像 ordinal() 一样，这是一个冗余的操作，因为常量的名称在编译时是已知的。
R8 同样会检测枚举常量调用流中使用 name() 的位置，然后替换为字符串常量。如果你读过 economics of generated code 这篇文章，你就能明白创建一个字符串常量的代价，但是谢天谢地，枚举常量可以跟字符串常量共用，这样就不用创建了。
[000474] Greeting.main:([Ljava/lang/String;)V 0000: sget-object v3, LGreeting;.FORMAL:LGreeting; 0002: sget-object v0, Ljava/lang/System;.out:Ljava/io/PrintStream; 0004: new-instance v1, Ljava/lang/StringBuilder; 0006: invoke-direct {v1}, Ljava/lang/StringBuilder;.<init>:()V-0009: invoke-virtual {v3}, LGreeting;.name:()Ljava/lang/String;-000c: move-result-object v2+0009: const-string v2, "FORMAL" ⋮ 0020: invoke-virtual {v1, v2}, Ljava/io/PrintStream;.println:(Ljava/lang/String;)V 0023: return-void
复制代码
字节码索引 0000 处的查找仍然会发生，因为代码需要调用 greet 方法，但是取消了对 name() 的调用。
这种优化将无法应用其他大型优化，如分支消除。但是，由于它生成一个字符串，因此对 name() 调用的结果执行的任何字符串操作也可以在编译时执行。
对于没有重写 toString() 的枚举，此优化还将应用于对 toString() 的调用，该调用默认与 name() 相同。
这两种枚举优化都很小，实际上只在其他 R8 优化的场景中有作用。不过，如果到目前为止在本系列中还不清楚的话，那么这就是大多数优化表现的方式。
到目前为止，在这个系列中，我选择了强调优化，因为我发现了其中的错误，有时甚至通过 R8 问题跟踪程序自己提出了建议。但是这篇文章中的两个优化有点特别，因为我自己也做到了！我想我们不会在这个系列中看到我的其他贡献，但至少扮演了一个小角色感觉很好。
在下一篇文章中，我们将回到 enum 顺序优化，因为 enum 上的 switch 语句远比看上去复杂。敬请期待！
![[译] R8 优化: 枚举的 Ordinals 和 Names](https://static001.infoq.cn/static/infoq/img/logo-121-75.yuij86g.png){kind=logo}
评论