Java代碼優(yōu)化克饶，都有哪些常用方法酝蜒？

Java代碼優(yōu)化是Java編程開發(fā)很重要的一個(gè)步驟，Java代碼優(yōu)化要注重細(xì)節(jié)優(yōu)化矾湃，一個(gè)兩個(gè)的細(xì)節(jié)的優(yōu)化亡脑，產(chǎn)生的效果不大，但是如果處處都能注意代碼優(yōu)化邀跃，對代碼減少體積霉咨、提高代碼運(yùn)行效率是有巨大幫助的，還能在一定程度上避免未知錯(cuò)誤坞嘀，常用的Java代碼優(yōu)化細(xì)節(jié)如下：

1. 為類躯护、方法指定final修飾符

為類指定final修飾符可以讓類不可以被繼承，為方法指定final修飾符可以讓方法不可以被重寫丽涩，如果指定了一個(gè)類為final棺滞，則該類所有的方法都是final的，Java編譯器會尋找機(jī)會內(nèi)聯(lián)所有的final方法矢渊，內(nèi)聯(lián)對于提升Java運(yùn)行效率作用重大继准，能夠使性能平均提高50%。

2. 盡量重用對象

由于Java虛擬機(jī)不僅要花時(shí)間生成對象矮男，還需要花時(shí)間對這些對象進(jìn)行垃圾回收和處理移必，因此，生成過多的對象將會給程序的性能帶來很大的影響毡鉴。

3. 盡可能使用局部變量

調(diào)用方法時(shí)傳遞的參數(shù)以及在調(diào)用中創(chuàng)建的臨時(shí)變量都保存在棧中崔泵，速度較快秒赤，其他變量都在堆中創(chuàng)建，速度較慢憎瘸，且棧中創(chuàng)建的變量入篮，隨著方法的運(yùn)行結(jié)束，內(nèi)容就沒了幌甘，不要額外的垃圾回收潮售。

4. 及時(shí)關(guān)閉流

Java編程過程中，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫連接锅风、I/O流操作時(shí)務(wù)必小心酥诽，在使用完畢后，及時(shí)關(guān)閉以釋放資源皱埠，因?yàn)閷@些大對象的操作會造成系統(tǒng)大的開銷肮帐，稍有不慎，將會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果漱逸。

5. 盡量減少對變量的重復(fù)計(jì)算

在方法調(diào)用中泪姨，即使方法只有一句語句，也是有消耗的饰抒，因此肮砾，在進(jìn)行方法調(diào)用時(shí)盡可以減少對變量的重復(fù)定義和引用。

for (int i = 0; i < list.size(); i++)

建議替換為：

for (int i = 0, int length = list.size(); i < length; i++)

這樣袋坑，在list.size()很大的時(shí)候仗处，就減少了很多的消耗

6. 盡量采用懶加載的策略，即在需要的時(shí)候才創(chuàng)建

例如：

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

建議替換為：

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

7. 慎用異常

異常對性能不利枣宫，因?yàn)橹灰挟惓１粧伋銎攀模琂ava虛擬機(jī)就必須調(diào)整調(diào)用堆棧，異常只能用于錯(cuò)誤處理也颤，不應(yīng)該用來控制程序流程洋幻。

8. 不要在循環(huán)中使用try…catch…，應(yīng)該把其放在最外層

除非不得已翅娶。如果毫無理由地這么寫了文留，只要你的領(lǐng)導(dǎo)資深一點(diǎn)、有強(qiáng)迫癥一點(diǎn)竭沫，八成就要罵你為什么寫出這種垃圾代碼來了燥翅。

9. 如果能估計(jì)到待添加的內(nèi)容長度，為底層以數(shù)組方式實(shí)現(xiàn)的集合蜕提、工具類指定初始長度

比如ArrayList森书、LinkedLlist、StringBuilder、StringBuffer凛膏、HashMap杨名、HashSet等等，以StringBuilder為例：
（1）StringBuilder() // 默認(rèn)分配16個(gè)字符的空間
（2）StringBuilder(int size) // 默認(rèn)分配size個(gè)字符的空間
（3）StringBuilder(String str) // 默認(rèn)分配16個(gè)字符+str.length()個(gè)字符空間
可以通過類（這里指的不僅僅是上面的StringBuilder）的來設(shè)定它的初始化容量译柏，這樣可以明顯地提升性能镣煮。比如StringBuilder吧，length表示當(dāng)前的StringBuilder能保持的字符數(shù)量鄙麦。因?yàn)楫?dāng)StringBuilder達(dá)到最大容量的時(shí)候，它會將自身容量增加到當(dāng)前的2倍再加2镊折，無論何時(shí)只要StringBuilder達(dá)到它的最大容量胯府，它就不得不創(chuàng)建一個(gè)新的字符數(shù)組然后將舊的字符數(shù)組內(nèi)容拷貝到新字符數(shù)組中—-這是十分耗費(fèi)性能的一個(gè)操作。試想恨胚，如果能預(yù)估到字符數(shù)組中大概要存放5000個(gè)字符而不指定長度骂因，最接近5000的2次冪是4096，每次擴(kuò)容加的2不管赃泡，那么：
（1）在4096 的基礎(chǔ)上寒波，再申請8194個(gè)大小的字符數(shù)組，加起來相當(dāng)于一次申請了12290個(gè)大小的字符數(shù)組升熊，如果一開始能指定5000個(gè)大小的字符數(shù)組俄烁，就節(jié)省了一倍以上的空間；
（2）把原來的4096個(gè)字符拷貝到新的的字符數(shù)組中去级野。
這樣页屠，既浪費(fèi)內(nèi)存空間又降低代碼運(yùn)行效率。所以蓖柔，給底層以數(shù)組實(shí)現(xiàn)的集合辰企、工具類設(shè)置一個(gè)合理的初始化容量是錯(cuò)不了的，這會帶來立竿見影的效果况鸣。但是牢贸，注意，像HashMap這種是以數(shù)組+鏈表實(shí)現(xiàn)的集合镐捧，別把初始大小和你估計(jì)的大小設(shè)置得一樣潜索，因?yàn)橐粋€(gè)table上只連接一個(gè)對象的可能性幾乎為0。初始大小建議設(shè)置為2的N次冪愤估，如果能估計(jì)到有2000個(gè)元素帮辟，設(shè)置成new HashMap(128)、new HashMap(256)都可以玩焰。

10. 當(dāng)復(fù)制大量數(shù)據(jù)時(shí)由驹，使用System.arraycopy()命令

11. 乘法和除法使用移位操作

用移位操作可以極大地提高性能，因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)底層，對位的操作是最方便蔓榄、最快的并炮。
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?yàn)樵谟?jì)算機(jī)底層甥郑，對位的操作是最方便逃魄、最快的，因此建議修改為：

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

移位操作雖然快澜搅，但是可能會使代碼不太好理解伍俘，因此最好加上相應(yīng)的注釋。

12. 循環(huán)內(nèi)不要不斷創(chuàng)建對象引用

for (int i = 1; i <= count; i++){
Object obj = new Object();
}

這種做法會導(dǎo)致內(nèi)存中有count份Object對象引用存在勉躺，count很大的話癌瘾，就耗費(fèi)內(nèi)存了，建議為改為：

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

這樣的話饵溅，內(nèi)存中只有一份Object對象引用妨退，每次new Object()的時(shí)候，Object對象引用指向不同的Object罷了蜕企，但是內(nèi)存中只有一份咬荷，這樣就大大節(jié)省了內(nèi)存空間了。

13. 基于效率和類型檢查的考慮轻掩，應(yīng)該盡可能使用array幸乒，無法確定數(shù)組大小時(shí)才使用ArrayList。

14. 盡量使用HashMap放典、ArrayList逝变、StringBuilder，除非線程安全需要奋构，否則不推薦使用Hashtable壳影、Vector、StringBuffer弥臼，后三者由于使用同步機(jī)制而導(dǎo)致了性能開銷

15. 不要將數(shù)組聲明為public static final

因?yàn)檫@毫無意義宴咧，這樣只是定義了引用為static final，數(shù)組的內(nèi)容還是可以隨意改變的径缅，將數(shù)組聲明為public更是一個(gè)安全漏洞掺栅，這意味著這個(gè)數(shù)組可以被外部類所改變。

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(fù)擔(dān)纳猪、縮短加載的時(shí)間氧卧、提高加載的效率，但并不是所有地方都適用于單例氏堤，簡單來說沙绝，單例主要適用于以下三個(gè)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(shí)例的產(chǎn)生，以達(dá)到節(jié)約資源的目的
（3）控制數(shù)據(jù)的共享闪檬，在不建立直接關(guān)聯(lián)的條件下星著，讓多個(gè)不相關(guān)的進(jìn)程或線程之間實(shí)現(xiàn)通信

17. 盡量避免隨意使用靜態(tài)變量

要知道，當(dāng)某個(gè)對象被定義為static的變量所引用粗悯，那么gc通常是不會回收這個(gè)對象所占有的堆內(nèi)存的虚循，如：

public class A{ 
private static B b = new B();
}

此時(shí)靜態(tài)變量b的生命周期與A類相同，如果A類不被卸載样傍，那么引用B指向的B對象會常駐內(nèi)存横缔，直到程序終止

18. 及時(shí)清除不再需要的會話

為了清除不再活動的會話，許多應(yīng)用服務(wù)器都有默認(rèn)的會話超時(shí)時(shí)間铭乾，一般為30分鐘剪廉。當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器需要保存更多的會話時(shí)，如果內(nèi)存不足炕檩，那么操作系統(tǒng)會把部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到磁盤，應(yīng)用服務(wù)器也可能根據(jù)MRU（最近最頻繁使用）算法把部分不活躍的會話轉(zhuǎn)儲到磁盤捌斧，甚至可能拋出內(nèi)存不足的異常笛质。如果會話要被轉(zhuǎn)儲到磁盤，那么必須要先被序列化捞蚂，在大規(guī)模集群中妇押，對對象進(jìn)行序列化的代價(jià)是很昂貴的。因此姓迅，當(dāng)會話不再需要時(shí)敲霍，應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)用HttpSession的invalidate()方法清除會話。

19. 實(shí)現(xiàn)RandomAccess接口的集合比如ArrayList丁存，應(yīng)當(dāng)使用最普通的for循環(huán)而不是foreach循環(huán)來遍歷

這是JDK推薦給用戶的肩杈。JDK API對于RandomAccess接口的解釋是：實(shí)現(xiàn)RandomAccess接口用來表明其支持快速隨機(jī)訪問，此接口的主要目的是允許一般的算法更改其行為解寝，從而將其應(yīng)用到隨機(jī)或連續(xù)訪問列表時(shí)能提供良好的性能扩然。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)現(xiàn)RandomAccess接口的類實(shí)例聋伦，假如是隨機(jī)訪問的夫偶，使用普通for循環(huán)效率將高于使用foreach循環(huán)；反過來觉增，如果是順序訪問的兵拢，則使用Iterator會效率更高∮饨福可以使用類似如下的代碼作判斷：

if (list instanceof RandomAccess)
{ for (int i = 0; i < list.size(); i++){}
}else{
Iterator<?> iterator = list.iterable(); while (iterator.hasNext()){iterator.next()}
}

foreach循環(huán)的底層實(shí)現(xiàn)原理就是迭代器Iterator说铃，參見Java語法糖1：可變長度參數(shù)以及foreach循環(huán)原理。所以后半句”反過來，如果是順序訪問的截汪，則使用Iterator會效率更高”的意思就是順序訪問的那些類實(shí)例疾牲，使用foreach循環(huán)去遍歷。

20. 使用同步代碼塊替代同步方法

除非能確定一整個(gè)方法都需要進(jìn)行同步衙解，否則盡量使用同步代碼塊阳柔，避免對那些不需要進(jìn)行同步的代碼也進(jìn)行了同步，影響代碼執(zhí)行效率蚓峦。

21. 將常量聲明為static final舌剂，并以大寫命名

這樣在編譯期間就可以把這些內(nèi)容放入常量池中，避免運(yùn)行期間計(jì)算生成常量的值暑椰。另外霍转，將常量的名字以大寫命名也可以方便區(qū)分出常量與變量

22. 不要創(chuàng)建一些不使用的對象，不要導(dǎo)入一些不使用的類

這毫無意義一汽，如果代碼中出現(xiàn)”The value of the local variable i is not used”避消、”The import java.util is never used”，那么請刪除這些無用的內(nèi)容

23. 程序運(yùn)行過程中避免使用反射

關(guān)于召夹，請參見反射岩喷。反射是Java提供給用戶一個(gè)很強(qiáng)大的功能，功能強(qiáng)大往往意味著效率不高监憎。不建議在程序運(yùn)行過程中使用尤其是頻繁使用反射機(jī)制纱意，特別是Method的invoke方法，如果確實(shí)有必要鲸阔，一種建議性的做法是將那些需要通過反射加載的類在項(xiàng)目啟動的時(shí)候通過反射實(shí)例化出一個(gè)對象并放入內(nèi)存—-用戶只關(guān)心和對端交互的時(shí)候獲取最快的響應(yīng)速度偷霉，并不關(guān)心對端的項(xiàng)目啟動花多久時(shí)間。

24. 使用數(shù)據(jù)庫連接池和線程池

這兩個(gè)池都是用于重用對象的褐筛，前者可以避免頻繁地打開和關(guān)閉連接类少，后者可以避免頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程。

25. 使用帶緩沖的輸入輸出流進(jìn)行IO操作

帶緩沖的輸入輸出流死讹，即BufferedReader瞒滴、BufferedWriter、BufferedInputStream赞警、BufferedOutputStream妓忍，這可以極大地提升IO效率

26. 順序插入和隨機(jī)訪問比較多的場景使用ArrayList，元素刪除和中間插入比較多的場景使用LinkedList

27. 不要讓public方法中有太多的形參

public方法即對外提供的方法愧旦，如果給這些方法太多形參的話主要有兩點(diǎn)壞處：
1世剖、違反了面向?qū)ο蟮木幊趟枷耄琂ava講求一切都是對象笤虫，太多的形參旁瘫，和面向?qū)ο蟮木幊趟枷氩⒉黄鹾?br> 2祖凫、參數(shù)太多勢必導(dǎo)致方法調(diào)用的出錯(cuò)概率增加
至于這個(gè)”太多”指的是多少個(gè)，3酬凳、4個(gè)吧惠况。比如我們用JDBC寫一個(gè)insertStudentInfo方法，有10個(gè)學(xué)生信息字段要插如Student表中宁仔，可以把這10個(gè)參數(shù)封裝在一個(gè)實(shí)體類中稠屠，作為insert方法的形參。

28. 字符串變量和字符串常量equals的時(shí)候?qū)⒆址Ａ繉懺谇懊?/h1>

這是一個(gè)比較常見的小技巧了翎苫，如果有以下代碼：

String str = "123";
if (str.equals("123")) {...}

建議修改為：

String str = "123";
if ("123".equals(str)){...}

這么做主要是可以避免空指針異常

29. 在java中if (i == 1)和if (1 == i)是沒有區(qū)別的权埠，但從閱讀習(xí)慣上講，建議使用前者

30. 不要對數(shù)組使用toString()方法

看一下對數(shù)組使用toString()打印出來的是什么：

public static void main(String[] args)
{ int[] is = new int[]{1, 2, 3};
System.out.println(is.toString());
}

結(jié)果是：

[I@18a992f

本意是想打印出數(shù)組內(nèi)容煎谍，卻有可能因?yàn)閿?shù)組引用is為空而導(dǎo)致空指針異常攘蔽。不過雖然對數(shù)組toString()沒有意義，但是對集合toString()是可以打印出集合里面的內(nèi)容的呐粘，因?yàn)榧系母割怉bstractCollections重寫了Object的toString()方法满俗。

31. 不要對超出范圍的基本數(shù)據(jù)類型做向下強(qiáng)制轉(zhuǎn)型

這絕不會得到想要的結(jié)果：

public static void main(String[] args){ 
long l = 12345678901234L;int i = (int)l;
System.out.println(i);
}

我們可能期望得到其中的某幾位，但是結(jié)果卻是：
1942892530

解釋一下作岖。Java中l(wèi)ong是8個(gè)字節(jié)64位的漫雷，所以12345678901234在計(jì)算機(jī)中的表示應(yīng)該是：
0000 0000 0000 0000 0000 1011 0011 1010 0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010

一個(gè)int型數(shù)據(jù)是4個(gè)字節(jié)32位的，從低位取出上面這串二進(jìn)制數(shù)據(jù)的前32位是：
0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010

這串二進(jìn)制表示為十進(jìn)制1942892530鳍咱，所以就是我們上面的控制臺上輸出的內(nèi)容。從這個(gè)例子上還能順便得到兩個(gè)結(jié)論：

1与柑、整型默認(rèn)的數(shù)據(jù)類型是int谤辜，long l = 12345678901234L，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)超出了int的范圍了价捧，所以最后有一個(gè)L丑念，表示這是一個(gè)long型數(shù)。順便结蟋，浮點(diǎn)型的默認(rèn)類型是double脯倚，所以定義float的時(shí)候要寫成””float f = 3.5f”

2、接下來再寫一句”int ii = l + i;”會報(bào)錯(cuò)嵌屎，因?yàn)閘ong + int是一個(gè)long推正，不能賦值給int

32. 把一個(gè)基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)為字符串，基本數(shù)據(jù)類型.toString()是最快的方式宝惰、String.valueOf(數(shù)據(jù))次之植榕、數(shù)據(jù)+”最慢

把一個(gè)基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)為一般有三種方式，我有一個(gè)Integer型數(shù)據(jù)i尼夺，可以使用i.toString()尊残、String.valueOf(i)炒瘸、i+””三種方式，三種方式的效率如何寝衫，看一個(gè)測試：

public static void main(String[] args) {
        int loopTime = 50000;
        Integer i = 0;
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int j = 0; j < loopTime; j++) {
            String str = String.valueOf(i);
        }
        System.out.println("String.valueOf()：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
        startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int j = 0; j < loopTime; j++) {
            String str = i.toString();
        }
        System.out.println("Integer.toString()：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
        startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int j = 0; j < loopTime; j++) {
            String str = i + "";
        }
        System.out.println("i + \"\"：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
    }

運(yùn)行結(jié)果為：

String.valueOf()：11ms Integer.toString()：5ms i + ""：25ms

所以以后遇到把一個(gè)基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)為String的時(shí)候顷扩，優(yōu)先考慮使用toString()方法。至于為什么慰毅，很簡單：
1隘截、String.valueOf()方法底層調(diào)用了Integer.toString()方法，但是會在調(diào)用前做空判斷
2事富、Integer.toString()方法就不說了技俐，直接調(diào)用了
3、i + “”底層使用了StringBuilder實(shí)現(xiàn)统台，先用append方法拼接雕擂，再用toString()方法獲取字符串
三者對比下來，明顯是2最快贱勃、1次之井赌、3最慢

33. 公用的集合類中不使用的數(shù)據(jù)一定要及時(shí)remove掉

34. 使用最有效率的方式去遍歷Map

遍歷Map的方式有很多，通常場景下我們需要的是遍歷Map中的Key和Value贵扰，那么推薦使用的仇穗、效率最高的方式是：

public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> hm = new HashMap<String, String>();
        hm.put("111", "222");
        Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = hm.entrySet();
        Iterator<Map.Entry<String, String>> iter = entrySet.iterator();
        while (iter.hasNext()) {
            Map.Entry<String, String> entry = iter.next();
            System.out.println(entry.getKey() + "\t" + entry.getValue());
        }
    }

如果你只是想遍歷一下這個(gè)Map的key值，那用”Set keySet = hm.keySet();”會比較合適一些

35. 對資源的close()建議分開操作

意思是戚绕，比如我有這么一段代碼：

try{
XXX.close();
YYY.close();
}catch (Exception e)
{...}