在 Java 开发中，编译速度一直是程序员关注的一个重要问题。虽然 Java 编译器（javac）本身的编译速度相对较快，但当我们引入构建工具（如 Maven、Gradle 或 Mill）后，编译速度往往会显著下降。

下面将深入探讨 Java 编译速度的提升方法，并展示构建工具和原生编译器的性能差异。

Java 编译速度概述

Java 编译器（javac）曾被认为速度较慢，但随着时间的推移，编译器性能得到了极大的提升。现在，Java 编译器在单核 CPU 下每秒能编译超过 100,000 行 Java 代码。这意味着，即便是一个拥有百万行代码的项目，单线程编译的时间也通常不会超过 10 秒。借助支持并行编译的工具，编译速度还可以更进一步。

然而，尽管编译器本身非常高效，使用构建工具（如 Maven、Gradle 或 Mill）时的开销，通常会显著延长实际编译时间。这是因为构建工具不仅会进行代码编译，还包括许多其他的操作，如依赖管理、资源处理等。

构建工具性能的影响

在本节中，我们通过对两个实际 Java 项目（Mockito 和 Netty）进行基准测试，来展示不同构建工具的性能差异。

示例：Mockito 编译速度

Mockito 是一个中等规模的 Java 项目，包含约 100,000 行代码。我们对比了直接使用 javac 和通过构建工具进行编译的速度。

1. 使用javac编译

javac -d out $(find src -name "*.java")

测试结果：

• 编译速度：每秒 32,000 行
• 总时间：359 毫秒

2. 使用 Gradle 编译

gradle build

测试结果：

• 编译速度：每秒 9,400 行
• 总时间：约 3 秒

3. 使用 Maven 编译

mvn clean compile

测试结果：

• 编译速度：每秒 6,100 行
• 总时间：约 5 秒

示例：Netty 编译速度

Netty 是一个更大的项目，包含约 500,000 行代码。通过对其核心模块（netty-common）进行编译，我们也进行了对比测试。

1. 使用javac编译

javac -d out $(find src -name "*.java")

测试结果：

• 编译速度：每秒 104,000 行
• 总时间：约 4.8 秒

2. 使用 Gradle 编译

gradle build

测试结果：

• 编译速度：每秒 6,500 行
• 总时间：约 77 秒

3. 使用 Maven 编译

mvn clean compile

测试结果：

• 编译速度：每秒 4,200 行
• 总时间：约 119 秒

构建工具性能对比表

分析与结论

从以上测试结果可以看出，构建工具对编译速度的影响非常显著。尽管 Java 编译器本身在单核环境下表现出色，但构建工具（尤其是 Gradle 和 Maven）增加了显著的性能开销。实际的编译时间受多个因素影响，如依赖管理、插件执行等。

• ? Gradle：相较于 javac，Gradle 的编译速度大约下降了 15 倍。尽管如此，Gradle 提供了许多额外的功能，如增量编译、缓存等，这些可以帮助在后续构建中显著加速编译过程。
• ? Maven：Maven 的性能下降比率更高，约为 19-23 倍，这主要是因为 Maven 在构建过程中进行了更多的检查和生命周期管理，导致了较长的编译时间。

如何提升编译速度？

1. 优化构建工具配置：尽量减少不必要的插件和步骤，简化构建过程。对于某些项目，可以考虑使用简单的构建工具（如 Mill）来减少构建开销。
2. 并行编译：使用支持并行编译的构建工具，尽可能利用多核 CPU 提高编译效率。
3. 增量编译与缓存：构建工具如 Gradle 和 Maven 提供了增量编译和缓存机制，通过缓存上次编译的结果，能够显著减少不必要的重复工作，从而提高编译速度。
4. 直接使用 javac：对于一些简单的项目，如果不需要依赖管理和复杂的构建流程，直接使用 javac 可能是最快的选择。

好的，下面是对如何提升编译速度部分的更详细改写：

如何提升 Java 编译速度？

编译速度的提升是很多开发者在大型 Java 项目中关注的关键问题，尤其是在使用构建工具（如 Maven 或 Gradle）时，编译的时间和资源消耗往往会有所增加。为此，我们可以采取一系列优化策略来提升 Java 编译效率。以下是几种有效的提升编译速度的方法：

1. 优化构建工具配置

构建工具如 Maven 和 Gradle 具有强大的功能，但它们的配置和插件往往会影响编译速度。为了提高编译效率，可以进行以下优化：

减少不必要的插件和步骤：很多构建工具都会执行额外的任务，如代码检查、资源处理、文档生成等。对于一个只需要编译的项目，尽量避免启用不必要的插件。例如，在 Maven 中，可以通过调整 pom.xml 配置，避免启用不必要的生命周期插件，专注于编译、打包等核心任务。

例如，在 Maven 配置中，尽量避免配置如 maven-site-plugin 或 maven-checkstyle-plugin，除非这些功能对项目至关重要。

再或者简化构建流程：在构建工具中，配置项和生命周期的管理会影响构建速度。通过精简构建流程、减少无效的依赖和中间步骤，可以大大提升构建速度。对于一些简单的任务，可以考虑用简单的构建工具（如 Mill），这些工具通常比 Maven 和 Gradle 更加轻量，能够更快速地执行构建任务。

比如，Mill 是一个专注于简化构建过程的工具，提供了更高效的并行编译和更少的资源消耗，非常适合小型项目或简单的构建流程。

2. 启用并行编译

在多核处理器上进行并行编译是提高 Java 项目编译速度的有效方式。大多数现代构建工具，如 Gradle 和 Maven，都支持并行编译，可以充分利用多核 CPU 的优势。

Maven 并行编译：虽然 Maven 本身不直接支持并行编译，但可以通过配置插件（如 maven-surefire-plugin 或 maven-failsafe-plugin）来并行执行测试任务。此外，Maven 3.x 也可以通过设置 -T 参数来启用并行构建。

示例：启用 Maven 并行构建：

mvn clean install -T 1C

其中 -T 1C 表示使用所有核心进行并行构建。

3. 增量编译与缓存

增量编译和缓存机制是现代构建工具中非常重要的优化特性。这些功能能帮助你避免每次构建时都重新编译所有文件，从而节省大量时间。

Maven 增量编译：Maven 在默认情况下会编译项目的所有模块，即使某些模块的代码没有发生变化。为了提高效率，可以启用 Maven 的增量编译功能，或者使用插件（如 maven-incremental-compiler-plugin）来实现增量编译。虽然 Maven 的增量编译机制相对较弱，但合理配置可以显著提高构建效率。

示例：使用 Maven 的增量编译插件：

<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
    <version>3.8.1</version>
    <configuration>
        <incremental>true</incremental>
    </configuration>
</plugin>

4. 使用javac直接编译

对于简单的项目，或者需要快速编译某个模块时，可以直接使用 javac 进行编译，而不通过构建工具。javac 是 Java 编译器本身，性能较高，并且避免了构建工具带来的额外开销，能够在不需要依赖管理和复杂生命周期的情况下，快速完成编译。

直接使用 javac 编译 Java 源代码文件：

javac -d out $(find src -name "*.java")

这条命令会编译 src 目录下的所有 Java 文件，并将编译结果输出到 out 目录。

• 优点：这种方式没有构建工具的额外负担，直接编译 Java 文件，速度非常快。
• 缺点：不支持复杂的项目结构和依赖管理，因此只适合简单项目。

结语

尽管 Java 编译器本身已十分高效，构建工具带来的性能开销仍然不可忽视。在项目中，我们应根据具体情况合理选择构建工具，并进行适当的优化，以确保编译速度得到最大程度的提升。