作為開發(fā)人員我們都希望編寫的程序擁有最佳的性能走诞，但是這需要大量的經(jīng)驗和知識。優(yōu)化應(yīng)用程序以獲得最佳性能并非易事沟饥。有幾個易于遵循的建議和最佳實踐可幫助創(chuàng)建性能良好的應(yīng)用程序棺亭。

1.在知道必須優(yōu)化之前不要進行優(yōu)化

這可能是最重要的性能調(diào)優(yōu)技巧之一。你應(yīng)該遵循常見的最佳實踐并嘗試有效地實現(xiàn)你的用例弟劲。但這并不意味著你應(yīng)該在證明必要之前替換任何標準庫或構(gòu)建復雜的優(yōu)化祷安。

在大多數(shù)情況下，過早優(yōu)化會占用大量時間并使代碼難以閱讀和維護兔乞。更糟糕的是汇鞭，這些優(yōu)化通常不會帶來任何好處，因為你花費了大量時間來優(yōu)化應(yīng)用程序的非關(guān)鍵部分庸追。

那么霍骄，你如何證明你需要優(yōu)化某些東西？

首先淡溯，需要定義應(yīng)用程序代碼的速度读整，例如，通過指定所有API調(diào)用的最大響應(yīng)時間或要在指定時間范圍內(nèi)導入的記錄數(shù)咱娶。完成后,可以測量應(yīng)用程序的哪些部分太慢并需要進行改進米间。當你這樣做時，你應(yīng)該看看第二個提示豺总。

2.使用Profiler查找真正的瓶頸

在按照第一個建議并確定需要改進的應(yīng)用程序部分后车伞，請問自己從哪里開始？

我們可以通過兩種方式處理此問題：

• 可以查看代碼喻喳，然后從看起來可疑的部分或認為可能會產(chǎn)生問題的部分開始另玖。
• 或者使用分析器并獲取有關(guān)代碼的每個部分的行為和性能的詳細信息。

顯而易見表伦，基于探查器的方法可以更好地理解代碼的性能影響谦去，并使自己可以專注于最關(guān)鍵的部分。如果我們曾經(jīng)使用過探查器蹦哼，我們會記得在一些情況下鳄哭，對代碼的哪些部分產(chǎn)生了性能問題感到驚訝。

3.為整個應(yīng)用程序創(chuàng)建性能測試套件

這是另一個通用提示纲熏，可幫助你避免在將性能改進部署到生產(chǎn)后經(jīng)常發(fā)生的許多意外問題妆丘。你應(yīng)該始終定義一個性能測試套件來測試整個應(yīng)用程序，并在你進行性能改進之前和之后運行它局劲。

這些額外的測試運行將幫助你識別更改的功能和性能副作用勺拣，并確保你不會發(fā)送造成弊大于利的更新。如果你處理應(yīng)用程序的多個不同部分（如數(shù)據(jù)庫或緩存）使用的組件鱼填，這一點尤為重要药有。

4.首先解決最大的瓶頸問題

在創(chuàng)建測試套件并使用分析器分析應(yīng)用程序之后，你將獲得要解決的問題列表以提高性能。這很好愤惰，但它仍然沒有回答你應(yīng)該從哪里開始的問題苇经。你可以專注于快速獲勝，或從最重要的問題開始宦言。

從快速獲勝開始可能很誘人扇单，因為你很快就能展示出第一批結(jié)果。有時蜡励，可能有必要說服其他團隊成員或你的管理層令花，性能分析值得付出努力。

但總的來說凉倚，我建議從頂部開始，首先開始解決最重要的性能問題嫂沉。這將為你提供最大的性能提升稽寒，你可能不需要解決多個這些問題以滿足你的性能要求。

足夠的一般性能調(diào)整技巧趟章。讓我們仔細看看一些特定于Java的杏糙。

5.使用StringBuilder以編程方式連接字符串

在Java中連接String有很多不同的選項。例如蚓土，你可以使用簡單的+或+ =宏侍，舊的StringBuffer或StringBuilder。

那么蜀漆，你更喜歡哪種方法谅河？

答案取決于連接String的代碼。如果你以編程方式向String添加新內(nèi)容确丢，例如绷耍，在for循環(huán)中，則應(yīng)使用StringBuilder鲜侥。它易于使用褂始，并提供比StringBuffer更好的性能。但請記住描函，與StringBuffer相比崎苗，StringBuilder不是線程安全的，可能不適合所有用例舀寓。

你只需要實例化一個新的StringBuilder并調(diào)用append方法向String添加一個新的部分胆数。當你添加了所有部分時，可以調(diào)用toString（）方法來檢索連接的String基公。

以下代碼段顯示了一個簡單示例幅慌。在每次迭代期間，此循環(huán)將i轉(zhuǎn)換為String并將其與空格一起添加到StringBuilder sb中轰豆。因此胰伍，最后齿诞，此代碼將“This is a test0 1 2 3 4 5 6 7 8 9”寫入日志文件。

StringBuilder sb = new StringBuilder(“This is a test”);
for (int i=0; i<10; i++) {
    sb.append(i);
    sb.append(” “);
}
log.info(sb.toString());

正如你在代碼片段中看到的骂租，你可以將String的第一個元素提供給構(gòu)造函數(shù)方法祷杈。這將創(chuàng)建一個新的StringBuilder，其中包含提供的String和16個附加字符的容量渗饮。當你向StringBuilder添加更多字符時但汞，你的JVM將動態(tài)增加StringBuilder的大小。

如果你已經(jīng)知道String將包含多少個字符互站，則可以將該數(shù)字提供給不同的構(gòu)造函數(shù)方法私蕾，以實例化具有已定義容量的StringBuilder。這進一步提高了效率胡桃，因為它不需要動態(tài)擴展其容量踩叭。

6.使用+在一個語句中連接字符串

當你使用Java實現(xiàn)第一個應(yīng)用程序時，有人可能會告訴你不應(yīng)該使用+連接String。如果你在應(yīng)用程序邏輯中連接String，這是正確的淹接。字符串是不可變的，每個字符串連接的結(jié)果都存儲在一個新的String對象中斤富。這需要額外的內(nèi)存并減慢你的應(yīng)用程序，特別是如果你在循環(huán)中連接多個String锻狗。

在這些情況下满力，你應(yīng)該遵循5號提示并使用StringBuilder。

但是屋谭，如果你只是將String分成多行來提高代碼的可讀性脚囊，情況并非如此。

Query q = em.createQuery(“SELECT a.id, a.firstName, a.lastName ”
+ “FROM Author a ”
+ “WHERE a.id = :id”);

在這些情況下桐磁，你應(yīng)該將String與一個簡單的+連接起來悔耘。你的Java編譯器將對此進行優(yōu)化并在編譯時執(zhí)行串聯(lián)。因此我擂，在運行時衬以，你的代碼將只使用1個字符串，并且不需要連接校摩。

7.盡可能使用基元

另一種避免任何開銷和提高應(yīng)用程序性能的快捷方法是使用原始類型而不是它們的包裝類看峻。因此，最好使用int而不是Integer衙吩，或者使用double而不是Double互妓。這使你的JVM來 的值存儲在堆棧，而不是堆的，以減少內(nèi)存消耗和整體更有效地處理它冯勉。

8.盡量避免使用BigInteger和BigDecimal

由于我們已經(jīng)在談?wù)摂?shù)據(jù)類型澈蚌，我們還應(yīng)該快速瀏覽一下BigInteger和BigDecimal。特別是后者因其精確性而受歡迎灼狰。但這需要付出代價宛瞄。

BigInteger和BigDecimal需要比簡單的long或double更多的內(nèi)存，并且顯著減慢所有計算速度交胚。因此份汗，如果你需要額外的精度，或者如果你的數(shù)字將超過長的范圍蝴簇，最好三思而后行杯活。這可能是你需要更改以修復性能問題的唯一方法，尤其是在你實施數(shù)學算法時熬词。

9.首先檢查當前日志級別

這個建議應(yīng)該是顯而易見的轩猩，但不幸的是，你可以找到許多忽略它的代碼荡澎。在創(chuàng)建調(diào)試消息之前，應(yīng)始終先檢查當前日志級別晤锹。否則摩幔，你可能會創(chuàng)建一個包含 日志消息的String，之后將被忽略鞭铆。

以下是你不應(yīng)該這樣做的兩個示例或衡。

// 不能這樣寫
log.debug(“User [” + userName + “] called method X with [” + i + “]”);
//也不能這樣寫
log.debug(String.format(“User [%s] called method X with [%d]”, userName, i));

在這兩種情況下，你將執(zhí)行所有必需的步驟來創(chuàng)建日志消息车遂，而無需知道你的日志記錄框架是否將使用日志消息封断。在創(chuàng)建調(diào)試消息之前，最好先檢查當前日志級別舶担。

if (log.isDebugEnabled()) {
    log.debug(“User [” + userName + “] called method X with [” + i + “]”);
}

10.使用Apache Commons StringUtils.Replace而不是String.replace

通常坡疼，String.replace方法工作正常并且效率很高，特別是如果你使用的是Java 9.但是如果你的應(yīng)用程序需要大量的替換操作并且你還沒有更新到最新的Java版本衣陶，那么它仍然有意義檢查更快柄瑰，更有效的替代品。

一個候選人是 Apache Commons Lang的StringUtils.replace方法剪况。正如Lukas Eder在 他最近的一篇博客文章中所描述的那樣教沾，它顯著優(yōu)于Java 8的String.replace方法。

它只需要一個微小的變化译断。你需要將Apache的Commons Lang項目的Maven依賴項添加到應(yīng)用程序pom.xml中授翻，并使用StringUtils.replace方法替換String.replace方法的所有調(diào)用。

// 這個寫法換成下面的寫法
test.replace(“test”, “simple test”);
// 替換寫法
StringUtils.replace(test, “test”, “simple test”);

11.緩存昂貴的資源，就像數(shù)據(jù)庫連接一樣

緩存是一種流行的解決方案堪唐，可以避免重復執(zhí)行昂貴或經(jīng)常使用的代碼片段巡语。一般的想法很簡單：重復使用這些資源比一次又一次地創(chuàng)建新資源要便宜。

典型示例是緩存池中的數(shù)據(jù)庫連接羔杨。創(chuàng)建新連接需要時間捌臊，如果重用現(xiàn)有連接，則可以避免這種情況兜材。

你還可以在Java語言本身中找到其他示例理澎。例如，Integer類的valueOf方法將值緩存在-128和127之間曙寡。你可能會說新的Integer的創(chuàng)建不是太昂貴糠爬，但是經(jīng)常使用它來緩存最常用的值提供性能優(yōu)勢。

但是當你考慮緩存時举庶，請記住你的緩存實現(xiàn)也會產(chǎn)生開銷执隧。你需要花費額外的內(nèi)存來存儲可重用資源，并且可能需要管理緩存以使資源可訪問或刪除過時的資源户侥。

因此镀琉，在開始緩存任何資源之前，請確保經(jīng)常使用它們來超過緩存實現(xiàn)的開銷蕊唐。