40條顯著提升Java性能的優(yōu)化細節(jié)你竟然還不知道碌燕?!

????????JAVA程序中继薛,性能問題的大部分原因并不在于JAVA語言修壕,而是程序本身。養(yǎng)成良好的編碼習慣非常重要遏考,能夠顯著地提升程序性能慈鸠。

在合適的場合使用單例

????????使用單例可以減輕加載的負擔,縮短加載的時間灌具,提高加載的效率青团,但并不是所有地方都適用于單例譬巫,簡單來說,單例主要適用于以下三個方面:

控制資源的使用督笆,通過線程同步來控制資源的并發(fā)訪問芦昔;

控制實例的產生,以達到節(jié)約資源的目的娃肿;

控制數(shù)據共享咕缎,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(xiàn)通信料扰。

避免隨意使用靜態(tài)變量

當某個對象被定義為static變量所引用凭豪,那么GC通常是不會回收這個對象所占有的內存,如

public class A {

? ? private static B b = new B();

}

此時靜態(tài)變量b的生命周期與A類同步记罚,如果A類不會卸載墅诡,那么b對象會常駐內存,直到程序終止桐智。

避免過多過常地創(chuàng)建Java對象

盡量避免在經常調用的方法末早,循環(huán)中new對象,由于系統(tǒng)不僅要花費時間來創(chuàng)建對象说庭,而且還要花時間對這些對象進行垃圾回收和處理然磷,在我們可以控制的范圍內,最大限度地重用對象刊驴,最好能用基本的數(shù)據類型或數(shù)組來替代對象姿搜。

使用final修飾符

帶有final修飾符的類是不可派生的。在JAVA核心API中捆憎,有許多應用final的例子舅柜,例如java、lang躲惰、String致份,為String類指定final防止了使用者覆蓋length()方法。另外础拨,如果一個類是final的氮块,則該類所有方法都是final的。java編譯器會尋找機會內聯(lián)(inline)所有的final方法(這和具體的編譯器實現(xiàn)有關)诡宗,此舉能夠使性能平均提高50%滔蝉。

如:讓訪問實例內變量的getter/setter方法變成”final:

簡單的getter/setter方法應該被置成final,這會告訴編譯器塔沃,這個方法不會被重載蝠引,所以,可以變成”inlined”,例子:

class MAF {

? ? public void setSize (int size) {

? ? ? ? _size = size;

? ? }

? ? private int _size;

}

更正

class DAF_fixed {

? ? final public void setSize (int size) {

? ? ? ? _size = size;

? ? }

? ? private int _size;

}

使用局部變量

調用方法時傳遞的參數(shù)以及在調用中創(chuàng)建的臨時變量都保存在棧(Stack)中,速度較快立肘;其他變量边坤,如靜態(tài)變量名扛、實例變量等谅年,都在堆(Heap)中創(chuàng)建,速度較慢肮韧。

處理好包裝類型和基本類型兩者的使用場所

雖然包裝類型和基本類型在使用過程中是可以相互轉換融蹂,但它們兩者所產生的內存區(qū)域是完全不同的,基本類型數(shù)據產生和處理都在棧中處理弄企,包裝類型是對象超燃,是在堆中產生實例。在集合類對象拘领,有對象方面需要的處理適用包裝類型意乓,其他的處理提倡使用基本類型。

慎用synchronized约素,盡量減小synchronize的方法

都知道届良,實現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開銷作為代價的,甚至可能造成死鎖圣猎,所以盡量避免無謂的同步控制士葫。synchronize方法被調用時,直接會把當前對象鎖了送悔,在方法執(zhí)行完之前其他線程無法調用當前對象的其他方法慢显。所以,synchronize的方法盡量減小欠啤,并且應盡量使用方法同步代替代碼塊同步荚藻。

不要使用finalize方法

實際上,將資源清理放在finalize方法中完成是非常不好的選擇洁段,由于GC的工作量很大应狱,尤其是回收Young代內存時,大都會引起應用程序暫停眉撵,所以再選擇使用finalize方法進行資源清理侦香,會導致GC負擔更大,程序運行效率更差纽疟。

使用基本數(shù)據類型代替對象

String str = "hello";

上面這種方式會創(chuàng)建一個“hello”字符串罐韩,而且JVM的字符緩存池還會緩存這個字符串;

String str = new String("hello");

此時程序除創(chuàng)建字符串外污朽,str所引用的String對象底層還包含一個char[]數(shù)組散吵,這個char[]數(shù)組依次存放了h,e,l,l,o

多線程在未發(fā)生線程安全前提下應盡量使用HashMap、ArrayList

HashTable、Vector等使用了同步機制矾睦,降低了性能晦款。

合理的創(chuàng)建HashMap

當你要創(chuàng)建一個比較大的hashMap時,充分利用這個構造函數(shù)

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor);

避免HashMap多次進行了hash重構,擴容是一件很耗費性能的事枚冗,在默認中initialCapacity只有16缓溅,而loadFactor是 0.75,需要多大的容量赁温,你最好能準確的估計你所需要的最佳大小坛怪,同樣的Hashtable,Vectors也是一樣的道理股囊。

減少對變量的重復計算

如:

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

應該改為:

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

并且在循環(huán)中應該避免使用復雜的表達式袜匿,在循環(huán)中,循環(huán)條件會被反復計算稚疹,如果不使用復雜表達式居灯,而使循環(huán)條件值不變的話,程序將會運行的更快内狗。

避免不必要的創(chuàng)建

如:

A a = new A();

? if(i==1){

? ? list.add(a);

}

應該改為:

if(i==1){

? ? A a = new A();

? ? list.add(a);

}

在finally塊中釋放資源

程序中使用到的資源應當被釋放怪嫌,以避免資源泄漏,這最好在finally塊中去做其屏。不管程序執(zhí)行的結果如何喇勋,finally塊總是會執(zhí)行的,以確保資源的正確關閉偎行。

使用移位來代替'a/b'的操作

"/"是一個代價很高的操作川背,使用移位的操作將會更快和更有效

如:

int num = a / 4;

int num = a / 8;

應該改為:

int num = a >> 2;

int num = a >> 3;

但注意的是使用移位應添加注釋,因為移位操作不直觀蛤袒,比較難理解熄云。

使用移位來代替'a*b'的操作

同樣的,對于'*'操作妙真,使用移位的操作將會更快和更有效

int num = a * 4;

int num = a * 8;

應該改為:

int num = a << 2;

int num = a << 3;

確定StringBuffer的容量

StringBuffer 的構造器會創(chuàng)建一個默認大薪稍省(通常是16)的字符數(shù)組。在使用中珍德,如果超出這個大小练般,就會重新分配內存,創(chuàng)建一個更大的數(shù)組锈候,并將原先的數(shù)組復制過來薄料,再丟棄舊的數(shù)組。在大多數(shù)情況下泵琳,你可以在創(chuàng)建 StringBuffer的時候指定大小摄职,這樣就避免了在容量不夠的時候自動增長誊役,以提高性能。

如:

StringBuffer buffer = new StringBuffer(1000);

避免使用二維數(shù)組

二維數(shù)據占用的內存空間比一維數(shù)組多得多谷市,大概10倍以上蛔垢。

避免使用split

除非是必須的,否則應該避免使用split迫悠,split由于支持正則表達式鹏漆,所以效率比較低,如果是頻繁的幾十及皂,幾百萬的調用將會耗費大量資源甫男,如果確實需要頻繁的調用split,可以考慮使用apache的StringUtils.split(string,char)验烧,頻繁split的可以緩存結果。

ArrayList & LinkedList

一個是線性表又跛,一個是鏈表碍拆,一句話,隨機查詢盡量使用ArrayList慨蓝,ArrayList優(yōu)于LinkedList感混,LinkedList還要移動指針,添加刪除的操作LinkedList優(yōu)于ArrayList礼烈,ArrayList還要移動數(shù)據弧满,不過這是理論性分析,事實未必如此此熬,重要的是理解好2者得數(shù)據結構庭呜,對癥下藥。

使用System.arraycopy ()代替通過來循環(huán)復制數(shù)組

System.arraycopy() 要比通過循環(huán)來復制數(shù)組快的多犀忱。

緩存經常使用的對象

盡可能將經常使用的對象進行緩存募谎,可以使用數(shù)組,或HashMap的容器來進行緩存阴汇,但這種方式可能導致系統(tǒng)占用過多的緩存数冬,性能下降,推薦可以使用一些第三方的開源工具搀庶,如EhCache拐纱,Oscache進行緩存,他們基本都實現(xiàn)了FIFO/FLU等緩存算法哥倔。

避免非常大的內存分配

有時候問題不是由當時的堆狀態(tài)造成的秸架,而是因為分配失敗造成的。分配的內存塊都必須是連續(xù)的未斑,而隨著堆越來越滿咕宿,找到較大的連續(xù)塊越來越困難币绩。

慎用異常

當創(chuàng)建一個異常時,需要收集一個棧跟蹤(stack track)府阀,這個棧跟蹤用于描述異常是在何處創(chuàng)建的缆镣。構建這些棧跟蹤時需要為運行時棧做一份快照,正是這一部分開銷很大试浙。當需要創(chuàng)建一個 Exception 時董瞻,JVM 不得不說:先別動,我想就您現(xiàn)在的樣子存一份快照田巴,所以暫時停止入棧和出棧操作钠糊。棧跟蹤不只包含運行時棧中的一兩個元素,而是包含這個棧中的每一個元素壹哺。

如果您創(chuàng)建一個 Exception 抄伍,就得付出代價,好在捕獲異常開銷不大管宵,因此可以使用 try-catch 將核心內容包起來截珍。從技術上講,你甚至可以隨意地拋出異常箩朴,而不用花費很大的代價岗喉。招致性能損失的并不是 throw 操作——盡管在沒有預先創(chuàng)建異常的情況下就拋出異常是有點不尋常。真正要花代價的是創(chuàng)建異常炸庞,幸運的是钱床,好的編程習慣已教會我們,不應該不管三七二十一就拋出異常埠居。異常是為異常的情況而設計的查牌,使用時也應該牢記這一原則。

重用對象

特別是String對象的使用中拐格,出現(xiàn)字符串連接情況時應使用StringBuffer代替僧免,由于系統(tǒng)不僅要花時間生成對象,以后可能還需要花時間對這些對象進行垃圾回收和處理捏浊。因此生成過多的對象將會給程序的性能帶來很大的影響懂衩。

不要重復初始化變量

默認情況下,調用類的構造函數(shù)時金踪,java會把變量初始化成確定的值浊洞,所有的對象被設置成null,整數(shù)變量設置成0胡岔,float和double變量設置成0.0法希,邏輯值設置成false。當一個類從另一個類派生時靶瘸,這一點尤其應該注意苫亦,因為用new關鍵字創(chuàng)建一個對象時毛肋,構造函數(shù)鏈中的所有構造函數(shù)都會被自動調用。

這里有個注意屋剑,給成員變量設置初始值但需要調用其他方法的時候润匙,最好放在一個方法。比如initXXX()中唉匾,因為直接調用某方法賦值可能會因為類尚未初始化而拋空指針異常孕讳,如:public int state = this.getState()。

及時關閉IO

在java編程過程中巍膘,進行數(shù)據庫連接厂财,I/O流操作,在使用完畢后峡懈,及時關閉以釋放資源璃饱。因為對這些大對象的操作會造成系統(tǒng)大的開銷。

不要在循環(huán)中使用Try/Catch語句逮诲,應把Try/Catch放在循環(huán)最外層

Error是獲取系統(tǒng)錯誤的類帜平,或者說是虛擬機錯誤的類。不是所有的錯誤Exception都能獲取到的梅鹦,虛擬機報錯Exception就獲取不到,必須用Error獲取冗锁。

通過StringBuffer的構造函數(shù)來設定它的初始化容量

可以明顯提升性能

StringBuffer的默認容量為16齐唆,當StringBuffer的容量達到最大容量時,它會將自身容量增加到當前的2倍+2冻河,也就是2*n+2箍邮。無論何時,只要StringBuffer到達它的最大容量叨叙,它就不得不創(chuàng)建一個新的對象數(shù)組锭弊,然后復制舊的對象數(shù)組,這會浪費很多時間擂错。所以給StringBuffer設置一個合理的初始化容量值味滞,是很有必要的!

HaspMap的遍歷:

Map<String, String[]> paraMap = new HashMap<String, String[]>();

for( Entry<String, String[]> entry : paraMap.entrySet() ) {

? ? String appFieldDefId = entry.getKey();

? ? String[] values = entry.getValue();

}

利用散列值取出相應的Entry做比較得到結果钮呀,取得entry的值之后直接取key和value剑鞍。

array(數(shù)組)和ArrayList的使用

array 數(shù)組效率最高,但容量固定爽醋,無法動態(tài)改變蚁署,ArrayList容量可以動態(tài)增長,但犧牲了效率蚂四。

單線程使用 HashMap, ArrayList,

除非必要光戈,否則不推薦使用HashTable,Vector哪痰,它們使用了同步機制,而降低了性能久妆。

StringBuffer,StringBuilder的區(qū)別

java.lang.StringBuffer 線程安全的可變字符序列晌杰。一個類似于String的字符串緩沖區(qū),但不能修改镇饺。StringBuilder與該類相比乎莉,通常應該優(yōu)先使用StringBuilder類,因為它支持所有相同的操作奸笤,但由于它不執(zhí)行同步惋啃,所以速度更快。為了獲得更好的性能监右,在構造StringBuffer或StringBuilder時應盡量指定她的容量边灭。當然如果不超過16個字符時就不用了。相同情況下健盒,使用StringBuilder比使用StringBuffer僅能獲得10%~15%的性能提升绒瘦,但卻要冒多線程不安全的風險。綜合考慮還是建議使用StringBuffer扣癣。

以下舉幾個實用優(yōu)化的例子:

一惰帽、避免在循環(huán)條件中使用復雜表達式

在不做編譯優(yōu)化的情況下,在循環(huán)中父虑,循環(huán)條件會被反復計算该酗,如果不使用復雜表達式,而使循環(huán)條件值不變的話士嚎,程序將會運行的更快呜魄。例子:

import java.util.Vector;

class CEL {

? ? void method (Vector vector) {

? ? ? ? for (int i = 0; i < vector.size (); i++) // Violation

? ? ? ? ? ; // ...

? ? ? ? }

? ? }

}

更正:

class CEL_fixed {

? ? void method (Vector vector) {

? ? ? ? int size = vector.size ()

? ? ? ? for (int i = 0; i < size; i++)

? ? ? ? ? ? ; // ...

? ? ? ? }

}

二、為'Vectors' 和 'Hashtables'定義初始大小

JVM為Vector擴充大小的時候需要重新創(chuàng)建一個更大的數(shù)組莱衩,將原原先數(shù)組中的內容復制過來爵嗅,最后,原先的數(shù)組再被回收笨蚁《蒙梗可見Vector容量的擴大是一個頗費時間的事。

通常赚窃,默認的10個元素大小是不夠的册招。你最好能準確的估計你所需要的最佳大小。例子:

import java.util.Vector;

public class DIC {

? ? public void addObjects (Object[] o) {

? ? ? ? // if length > 10, Vector needs to expand

? ? ? ? for (int i = 0; i< o.length;i++) {

? ? ? ? ? ? v.add(o); // capacity before it can add more elements.

? ? ? ? }

? ? }

? ? public Vector v = new Vector(); // no initialCapacity.

}

更正:

自己設定初始大小勒极。

public Vector v = new Vector(20);

public Hashtable hash = new Hashtable(10);

三是掰、在finally塊中關閉Stream

程序中使用到的資源應當被釋放,以避免資源泄漏辱匿。這最好在finally塊中去做键痛。不管程序執(zhí)行的結果如何炫彩,finally塊總是會執(zhí)行的,以確保資源的正確關閉絮短。

四江兢、使用'System.arraycopy ()'代替通過來循環(huán)復制數(shù)組

例子:

public class IRB {

? ? void method () {

? ? ? ? int[] array1 = new int [100];

? ? ? ? for (int i = 0; i < array1.length; i++) {

? ? ? ? ? ? array1 [i] = i;

? ? ? ? }

? ? ? ? int[] array2 = new int [100];

? ? ? ? for (int i = 0; i < array2.length; i++) {

? ? ? ? ? ? array2 [i] = array1 [i]; // Violation

? ? ? ? }

? ? }

}

更正:

public class IRB {

? ? void method () {

? ? ? ? int[] array1 = new int [100];

? ? ? ? for (int i = 0; i < array1.length; i++) {

? ? ? ? ? ? array1 [i] = i;

? ? ? ? }

? ? ? ? int[] array2 = new int [100];

? ? ? ? System.arraycopy(array1, 0, array2, 0, 100);

? ? }

}

五、讓訪問實例內變量的getter/setter方法變成”final”

簡單的getter/setter方法應該被置成final丁频,這會告訴編譯器杉允,這個方法不會被重載,所以席里,可以變成”inlined”,例子:

class MAF {

? ? public void setSize (int size) {

? ? ? ? _size = size;

? ? }

? ? private int _size;

}

更正:

class DAF_fixed {

? ? final public void setSize (int size) {

? ? ? ? _size = size;

? ? }

? ? private int _size;

}

六叔磷、對于常量字符串,用'String' 代替 'StringBuffer'

常量字符串并不需要動態(tài)改變長度奖磁。

例子:

public class USC {

? ? String method () {

? ? ? ? StringBuffer s = new StringBuffer ("Hello");

? ? ? ? String t = s + "World!";

? ? ? ? return t;

? ? }

}

更正:把StringBuffer換成String改基,如果確定這個String不會再變的話,這將會減少運行開銷提高性能咖为。

七秕狰、在字符串相加的時候栓袖,使用 ' ' 代替 " "逆济,如果該字符串只有一個字符的話

例子:

public class STR {

? ? public void method(String s) {

? ? ? ? String string = s + "d" // violation.

? ? ? ? string = "abc" + "d" // violation.

? ? }

}

更正:

將一個字符的字符串替換成' '

public class STR {

? ? public void method(String s) {

? ? ? ? String string = s + 'd'

? ? ? ? string = "abc" + 'd'

? ? }

}

以上僅是Java方面編程時的性能優(yōu)化睛榄,性能優(yōu)化大部分都是在時間榜晦、效率、代碼結構層次等方面的權衡继控,各有利弊求泰,不要把上面內容當成教條卤唉,或許有些對我們實際工作適用备畦,有些不適用,還望根據實際工作場景進行取舍许昨,活學活用懂盐,變通為宜。

?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯(lián)系作者
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