循环中重复访问数组指定索引元素是否需提取为局部变量以提升性能？

针对你给出的两个Java示例代码，核心结论如下：

核心结论 #

绝大多数场景下开启编译器优化后，循环内直接访问固定索引数组元素的test，和提前提取为局部变量的test2性能完全一致，只有在编译器无法证明数组元素在循环过程中不会被修改时，test2才会有性能优势。

以下是你关注的三个语言的具体情况： #

1. C 语言 #

gcc、clang等主流C编译器开启O2及以上优化等级时，会自动执行冗余加载消除和循环不变量外提优化：只要编译器能确认循环执行过程中arr[0]的值不会发生变化（比如数组没有指针别名、不会被其他线程异步修改），就会自动把arr[0]的读取操作提到循环外，最终生成的汇编代码和手动提取局部变量的test2完全相同，没有性能差异。
只有当数组是跨线程共享的可变全局变量、或者指针存在别名歧义导致编译器无法判断值是否会被修改时，test才会每次循环都重新读取内存中的arr[0]，此时test2的性能会明显更好。 #

2. Java 语言 #

HotSpot等主流JVM的JIT编译器同样支持循环不变量外提优化：只要逃逸分析能证明arr[0]不会在循环内部被修改，也不会被其他持有该数组引用的线程异步修改，JIT就会把arr[0]的访问操作外提到循环之前，两种写法的执行效率没有区别。
只有当数组被volatile修饰、或者循环内部存在native调用、内存屏障等副作用操作导致JIT不敢做激进优化时，手动提取局部变量的test2才会有性能优势。 #

3. Golang 语言 #

Go 1.13及以上版本的官方编译器已经默认开启了循环不变量外提优化，在默认优化等级下，只要编译器能确认arr[0]不会在循环执行过程中被修改，两种写法生成的汇编完全一致，性能没有差异。
如果你使用的是非常老的Go版本，或者数组是逃逸到堆上、被多个goroutine共享的可变变量，才建议手动提取局部变量来提升性能。 #

开发建议 #

• 普通业务开发场景优先保证代码可读性：如果固定索引的元素有明确的业务语义，提取为有意义命名的局部变量能大幅提升代码可维护性，不管性能如何都推荐这么做。
• 只有在极端性能敏感的热点代码场景，且确认编译器无法自动做外提优化时，再针对性做手动提取的优化即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Eric