20條建議讓你對Java 代碼性能優(yōu)化徹底理解

代碼優(yōu)化,一個很重要的課題耸序∪绦可能有些人覺得沒用,一些細小的地方有什么好修改的坎怪,改與不改對于代碼的運行效率有什么影響呢罢坝?這個問題我是這么考慮的,就像大海里面的鯨魚一樣搅窿,它吃一條小蝦米有用嗎嘁酿?沒用,但是男应,吃的小蝦米一多之后闹司,鯨魚就被喂飽了。

代碼優(yōu)化也是一樣沐飘,如果項目著眼于盡快無BUG上線游桩,那么此時可以抓大放小,代碼的細節(jié)可以不精打細磨耐朴;但是如果有足夠的時間開發(fā)借卧、維護代碼,這時候就必須考慮每個可以優(yōu)化的細節(jié)了筛峭,一個一個細小的優(yōu)化點累積起來铐刘,對于代碼的運行效率絕對是有提升的。

代碼優(yōu)化的目標是

減小代碼的體積

提高代碼運行的效率

代碼優(yōu)化細節(jié)

1影晓、盡量指定類镰吵、方法的final修飾符

帶有final修飾符的類是不可派生的。在Java核心API中挂签,有許多應用final的例子疤祭,例如java.lang.String,整個類都是final的竹握。為類指定final修飾符可以讓類不可以被繼承画株,為方法指定final修飾符可以讓方法不可以被重寫。如果指定了一個類為final啦辐,則該類所有的方法都是final的。Java編譯器會尋找機會內聯(lián)所有的final方法蜈项,內聯(lián)對于提升Java運行效率作用重大芹关,具體參見Java運行期優(yōu)化。?此舉能夠使性能平均提高50%紧卒。

2侥衬、盡量重用對象

特別是String對象的使用,出現字符串連接時應該使用StringBuilder/StringBuffer代替。由于Java虛擬機不僅要花時間生成對象轴总,以后可能還需要花時間對這些對象進行垃圾回收和處理直颅,因此,生成過多的對象將會給程序的性能帶來很大的影響怀樟。

3功偿、盡可能使用局部變量

調用方法時傳遞的參數以及在調用中創(chuàng)建的臨時變量都保存在棧中速度較快,其他變量往堡,如靜態(tài)變量械荷、實例變量等,都在堆中創(chuàng)建虑灰,速度較慢吨瞎。另外,棧中創(chuàng)建的變量穆咐,隨著方法的運行結束颤诀,這些內容就沒了,不需要額外的垃圾回收对湃。

4崖叫、及時關閉流

Java編程過程中,進行數據庫連接熟尉、I/O流操作時務必小心归露,在使用完畢后,及時關閉以釋放資源斤儿。因為對這些大對象的操作會造成系統(tǒng)大的開銷剧包,稍有不慎,將會導致嚴重的后果往果。

5疆液、盡量減少對變量的重復計算

明確一個概念,對方法的調用陕贮,即使方法中只有一句語句堕油,也是有消耗的,包括創(chuàng)建棧幀肮之、調用方法時保護現場掉缺、調用方法完畢時恢復現場等。所以例如下面的操作:

for(inti=0;i< list.size();i++){...}

建議替換為:

for(inti=0, intlength= list.size();i

這樣戈擒,在list.size()很大的時候眶明,就減少了很多的消耗

6、盡量采用懶加載的策略筐高,即在需要的時候才創(chuàng)建

例如:

Stringstr="aaa";if(i ==1){list.add(str);}

建議替換為:

if(i ==1){Stringstr="aaa";list.add(str);}

慎用異常

異常對性能不利搜囱。拋出異常首先要創(chuàng)建一個新的對象丑瞧,Throwable接口的構造函數調用名為fillInStackTrace()的本地同步方法,fillInStackTrace()方法檢查堆棧蜀肘,收集調用跟蹤信息绊汹。只要有異常被拋出,Java虛擬機就必須調整調用堆棧扮宠,因為在處理過程中創(chuàng)建了一個新的對象西乖。異常只能用于錯誤處理,不應該用來控制程序流程涵卵。

8浴栽、不要在循環(huán)中使用try…catch…,應該把其放在最外層

除非不得已轿偎。如果毫無理由地這么寫了典鸡,只要你的領導資深一點、有強迫癥一點坏晦,八成就要罵你為什么寫出這種垃圾代碼來了萝玷。

9、如果能估計到待添加的內容長度昆婿,為底層以數組方式實現的集合球碉、工具類指定初始長度

比如ArrayList、LinkedLlist仓蛆、StringBuilder睁冬、StringBuffer、HashMap看疙、HashSet等等豆拨,以StringBuilder為例:

(1)StringBuilder()// 默認分配16個字符的空間(2)StringBuilder(int size)// 默認分配size個字符的空間(3)StringBuilder(String str)// 默認分配16個字符+str.length()個字符空間

可以通過類(這里指的不僅僅是上面的StringBuilder)的來設定它的初始化容量,這樣可以明顯地提升性能能庆。比如StringBuilder吧施禾,length表示當前的StringBuilder能保持的字符數量。因為當StringBuilder達到最大容量的時候搁胆,它會將自身容量增加到當前的2倍再加2弥搞,無論何時只要StringBuilder達到它的最大容量,它就不得不創(chuàng)建一個新的字符數組然后將舊的字符數組內容拷貝到新字符數組中—-這是十分耗費性能的一個操作渠旁。試想攀例,如果能預估到字符數組中大概要存放5000個字符而不指定長度,最接近5000的2次冪是4096顾腊,每次擴容加的2不管肛度,那么:

(1)在4096 的基礎上,再申請8194個大小的字符數組投慈,加起來相當于一次申請了12290個大小的字符數組承耿,如果一開始能指定5000個大小的字符數組,就節(jié)省了一倍以上的空間伪煤;

(2)把原來的4096個字符拷貝到新的的字符數組中去加袋。

這樣,既浪費內存空間又降低代碼運行效率抱既。所以职烧,給底層以數組實現的集合、工具類設置一個合理的初始化容量是錯不了的防泵,這會帶來立竿見影的效果蚀之。但是,注意捷泞,像HashMap這種是以數組+鏈表實現的集合足删,別把初始大小和你估計的大小設置得一樣,因為一個table上只連接一個對象的可能性幾乎為0锁右。初始大小建議設置為2的N次冪失受,如果能估計到有2000個元素,設置成new HashMap(128)咏瑟、new HashMap(256)都可以拂到。

10、當復制大量數據時码泞,使用System.arraycopy()命令

11兄旬、乘法和除法使用移位操作

例如:

for(val=0;val<100000;val+=5){a =val*8;b =val/2;}

用移位操作可以極大地提高性能,因為在計算機底層余寥,對位的操作是最方便领铐、最快的,因此建議修改為:

for(val=0;val<100000;val+=5){a =val<<3;b =val>>1;}

移位操作雖然快劈狐,但是可能會使代碼不太好理解罐孝,因此最好加上相應的注釋。

12肥缔、循環(huán)內不要不斷創(chuàng)建對象引用

例如:

for(inti =1; i <= count; i++){Objectobj =newObject();}

這種做法會導致內存中有count份Object對象引用存在莲兢,count很大的話,就耗費內存了续膳,建議為改為:

Object obj = null;for (int i = 0; i <= count; i++) { obj = new Object(); }

這樣的話改艇,內存中只有一份Object對象引用,每次?new Object()?的時候坟岔,Object對象引用指向不同的Object罷了谒兄,但是內存中只有一份,這樣就大大節(jié)省了內存空間了社付。

13承疲、基于效率和類型檢查的考慮邻耕,應該盡可能使用array,無法確定數組大小時才使用ArrayList

14燕鸽、盡量使用HashMap兄世、ArrayList、StringBuilder啊研,除非線程安全需要御滩,否則不推薦使用Hashtable、Vector党远、StringBuffer削解,后三者由于使用同步機制而導致了性能開銷

15、不要將數組聲明為public static final

因為這毫無意義沟娱,這樣只是定義了引用為static final氛驮,數組的內容還是可以隨意改變的,將數組聲明為public更是一個安全漏洞花沉,這意味著這個數組可以被外部類所改變柳爽。

16、盡量在合適的場合使用單例

使用單例可以減輕加載的負擔碱屁、縮短加載的時間磷脯、提高加載的效率,但并不是所有地方都適用于單例娩脾,簡單來說赵誓,單例主要適用于以下三個方面:

(1)控制資源的使用,通過線程同步來控制資源的并發(fā)訪問

(2)控制實例的產生柿赊,以達到節(jié)約資源的目的

(3)控制數據的共享俩功,在不建立直接關聯(lián)的條件下,讓多個不相關的進程或線程之間實現通信

17碰声、盡量避免隨意使用靜態(tài)變量

要知道诡蜓,當某個對象被定義為static的變量所引用,那么gc通常是不會回收這個對象所占有的堆內存的胰挑,如:

publicclassA{privatestaticB b =newB();}

此時靜態(tài)變量b的生命周期與A類相同蔓罚,如果A類不被卸載,那么引用B指向的B對象會常駐內存瞻颂,直到程序終止

18豺谈、及時清除不再需要的會話

為了清除不再活動的會話,許多應用服務器都有默認的會話超時時間贡这,一般為30分鐘茬末。當應用服務器需要保存更多的會話時,如果內存不足盖矫,那么操作系統(tǒng)會把部分數據轉移到磁盤丽惭,應用服務器也可能根據MRU(最近最頻繁使用)算法把部分不活躍的會話轉儲到磁盤击奶,甚至可能拋出內存不足的異常。如果會話要被轉儲到磁盤吐根,那么必須要先被序列化正歼,在大規(guī)模集群中,對對象進行序列化的代價是很昂貴的拷橘。因此,當會話不再需要時喜爷,應當及時調用HttpSession的invalidate()方法清除會話冗疮。

19、實現RandomAccess接口的集合比如ArrayList檩帐,應當使用最普通的for循環(huán)而不是foreach循環(huán)來遍歷

這是JDK推薦給用戶的术幔。JDK API對于RandomAccess接口的解釋是:實現RandomAccess接口用來表明其支持快速隨機訪問,此接口的主要目的是允許一般的算法更改其行為湃密,從而將其應用到隨機或連續(xù)訪問列表時能提供良好的性能诅挑。實際經驗表明,實現RandomAccess接口的類實例泛源,假如是隨機訪問的拔妥,使用普通for循環(huán)效率將高于使用foreach循環(huán);反過來达箍,如果是順序訪問的没龙,則使用Iterator會效率更高《忻担可以使用類似如下的代碼作判斷:

if(listinstanceofRandomAccess){for(int i =0; i iterator =list.iterable();while(iterator.hasNext()){iterator.next()}}

foreach循環(huán)的底層實現原理就是迭代器Iterator硬纤,參見Java語法糖1:可變長度參數以及foreach循環(huán)原理。所以后半句”反過來赃磨,如果是順序訪問的筝家,則使用Iterator會效率更高”的意思就是順序訪問的那些類實例,使用foreach循環(huán)去遍歷邻辉。

20溪王、使用同步代碼塊替代同步方法

這點在多線程模塊中的synchronized鎖方法塊一文中已經講得很清楚了,除非能確定一整個方法都是需要進行同步的恩沛,否則盡量使用同步代碼塊在扰,避免對那些不需要進行同步的代碼也進行了同步,影響了代碼執(zhí)行效率雷客。

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