在JAVA程序中薪缆,性能問題的大部分原因并不在于JAVA語言秧廉,而是程序本身。養(yǎng)成良好的編碼習(xí)慣非常重要拣帽,能夠顯著地提升程序性能疼电。
1. 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),縮短加載的時間减拭,提高加載的效率蔽豺,但并不是所有地方都適用于單例,簡單來說拧粪,單例主要適用于以下三個方面:
第一修陡,控制資源的使用,通過線程同步來控制資源的并發(fā)訪問可霎;
第二魄鸦,控制實例的產(chǎn)生,以達到節(jié)約資源的目的癣朗;
第三拾因,控制數(shù)據(jù)共享,在不建立直接關(guān)聯(lián)的條件下旷余,讓多個不相關(guān)的進程或線程之間實現(xiàn)通信绢记。
2. 盡量避免隨意使用靜態(tài)變量
當(dāng)某個對象被定義為static變量所引用,那么GC通常是不會回收這個對象所占有的內(nèi)存正卧,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類同步蠢熄,如果A類不會卸載,那么b對象會常駐內(nèi)存炉旷,直到程序終止护赊。
3. 盡量避免過多過常地創(chuàng)建Java對象
盡量避免在經(jīng)常調(diào)用的方法惠遏,循環(huán)中new對象,由于系統(tǒng)不僅要花費時間來創(chuàng)建對象骏啰,而且還要花時間對這些對象進行垃圾回收和處理节吮,在我們可以控制的范圍內(nèi),最大限度地重用對象判耕,最好能用基本的數(shù)據(jù)類型或數(shù)組來替代對象透绩。
4. 盡量使用final修飾符
帶有final修飾符的類是不可派生的。在JAVA核心API中壁熄,有許多應(yīng)用final的例子帚豪,例如java、lang草丧、String狸臣,為String類指定final防止了使用者覆蓋length()方法。另外昌执,如果一個類是final的烛亦,則該類所有方法都是final的。java編譯器會尋找機會內(nèi)聯(lián)(inline)所有的final方法(這和具體的編譯器實現(xiàn)有關(guān))懂拾,此舉能夠使性能平均提高50%煤禽。
如:讓訪問實例內(nèi)變量的getter/setter方法變成”final:
簡單的getter/setter方法應(yīng)該被置成final,這會告訴編譯器岖赋,這個方法不會被重載檬果,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;
}
5. 盡量使用局部變量
調(diào)用方法時傳遞的參數(shù)以及在調(diào)用中創(chuàng)建的臨時變量都保存在棧(Stack)中唐断,速度較快选脊;其他變量,如靜態(tài)變量脸甘、實例變量等恳啥,都在堆(Heap)中創(chuàng)建,速度較慢斤程。
6. 盡量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(zhuǎn)換,但它們兩者所產(chǎn)生的內(nèi)存區(qū)域是完全不同的菩混,基本類型數(shù)據(jù)產(chǎn)生和處理都在棧中處理忿墅,包裝類型是對象,是在堆中產(chǎn)生實例沮峡。在集合類對象疚脐,有對象方面需要的處理適用包裝類型,其他的處理提倡使用基本類型邢疙。
7. 慎用synchronized棍弄,盡量減小synchronize的方法
都知道望薄,實現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開銷作為代價的,甚至可能造成死鎖呼畸,所以盡量避免無謂的同步控制痕支。synchronize方法被調(diào)用時,直接會把當(dāng)前對象鎖了蛮原,在方法執(zhí)行完之前其他線程無法調(diào)用當(dāng)前對象的其他方法卧须。所以,synchronize的方法盡量減小儒陨,并且應(yīng)盡量使用方法同步代替代碼塊同步花嘶。
9. 盡量不要使用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蹦漠,由于GC的工作量很大椭员,尤其是回收Young代內(nèi)存時,大都會引起應(yīng)用程序暫停笛园,所以再選擇使用finalize方法進行資源清理隘击,會導(dǎo)致GC負(fù)擔(dān)更大,程序運行效率更差喘沿。
10. 盡量使用基本數(shù)據(jù)類型代替對象
String str = "hello";
上面這種方式會創(chuàng)建一個“hello”字符串闸度,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)建字符串外蚜印,str所引用的String對象底層還包含一個char[]數(shù)組莺禁,這個char[]數(shù)組依次存放了h,e,l,l,o
11. 多線程在未發(fā)生線程安全前提下應(yīng)盡量使用HashMap、ArrayList
HashTable窄赋、Vector等使用了同步機制哟冬,降低了性能。
12. 盡量合理的創(chuàng)建HashMap
當(dāng)你要創(chuàng)建一個比較大的hashMap時忆绰,充分利用這個構(gòu)造函數(shù)
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor);
避免HashMap多次進行了hash重構(gòu),擴容是一件很耗費性能的事浩峡,在默認(rèn)中initialCapacity只有16,而loadFactor是 0.75错敢,需要多大的容量翰灾,你最好能準(zhǔn)確的估計你所需要的最佳大小,同樣的Hashtable稚茅,Vectors也是一樣的道理纸淮。
13. 盡量減少對變量的重復(fù)計算
如:
for(int i=0;i<list.size();i++)
應(yīng)該改為:
for(int i=0,len=list.size();i<len;i++)
并且在循環(huán)中應(yīng)該避免使用復(fù)雜的表達式,在循環(huán)中亚享,循環(huán)條件會被反復(fù)計算咽块,如果不使用復(fù)雜表達式,而使循環(huán)條件值不變的話欺税,程序?qū)\行的更快侈沪。
14. 盡量避免不必要的創(chuàng)建
如:
A a = new A();
if(i==1){
list.add(a);
}
應(yīng)該改為:
if(i==1){
A a = new A();
list.add(a);
}
15. 盡量在finally塊中釋放資源
程序中使用到的資源應(yīng)當(dāng)被釋放揭璃,以避免資源泄漏,這最好在finally塊中去做亭罪。不管程序執(zhí)行的結(jié)果如何瘦馍,finally塊總是會執(zhí)行的,以確保資源的正確關(guān)閉皆撩。
16. 盡量使用移位來代替'a/b'的操作
"/"是一個代價很高的操作扣墩,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(yīng)該改為:
int num = a >> 2;
int num = a >> 3;
但注意的是使用移位應(yīng)添加注釋,因為移位操作不直觀扛吞,比較難理解呻惕。
17.盡量使用移位來代替'a*b'的操作
同樣的,對于'*'操作滥比,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(yīng)該改為:
int num = a << 2;
int num = a << 3;
18. 盡量確定StringBuffer的容量
StringBuffer 的構(gòu)造器會創(chuàng)建一個默認(rèn)大醒谴唷(通常是16)的字符數(shù)組。在使用中盲泛,如果超出這個大小濒持,就會重新分配內(nèi)存,創(chuàng)建一個更大的數(shù)組寺滚,并將原先的數(shù)組復(fù)制過來柑营,再丟棄舊的數(shù)組。在大多數(shù)情況下村视,你可以在創(chuàng)建 StringBuffer的時候指定大小官套,這樣就避免了在容量不夠的時候自動增長,以提高性能蚁孔。
如:
StringBuffer buffer = new StringBuffer(1000);
19. 盡量早釋放無用對象的引用
大部分時奶赔,方法局部引用變量所引用的對象會隨著方法結(jié)束而變成垃圾,因此杠氢,大部分時候程序無需將局部站刑,引用變量顯式設(shè)為null。
例如:
Java代碼
Public void test(){
Object obj = new Object();
……
Obj=null;
}
上面這個就沒必要了鼻百,隨著方法test()的執(zhí)行完成绞旅,程序中obj引用變量的作用域就結(jié)束了。但是如果是改成下面:
Java代碼
Public void test(){
Object obj = new Object();
……
Obj=null;
//執(zhí)行耗時温艇,耗內(nèi)存操作因悲;或調(diào)用耗時,耗內(nèi)存的方法
……
}
這時候就有必要將obj賦值為null中贝,可以盡早的釋放對Object對象的引用囤捻。
20. 盡量避免使用二維數(shù)組
二維數(shù)據(jù)占用的內(nèi)存空間比一維數(shù)組多得多臼朗,大概10倍以上邻寿。
21. 盡量避免使用split
除非是必須的蝎土,否則應(yīng)該避免使用split,split由于支持正則表達式绣否,所以效率比較低誊涯,如果是頻繁的幾十,幾百萬的調(diào)用將會耗費大量資源蒜撮,如果確實需要頻繁的調(diào)用split暴构,可以考慮使用apache的StringUtils.split(string,char),頻繁split的可以緩存結(jié)果段磨。
22. ArrayList & LinkedList
一個是線性表取逾,一個是鏈表,一句話苹支,隨機查詢盡量使用ArrayList砾隅,ArrayList優(yōu)于LinkedList,LinkedList還要移動指針债蜜,添加刪除的操作LinkedList優(yōu)于ArrayList晴埂,ArrayList還要移動數(shù)據(jù),不過這是理論性分析寻定,事實未必如此儒洛,重要的是理解好2者得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),對癥下藥狼速。
23. 盡量使用System.arraycopy ()代替通過來循環(huán)復(fù)制數(shù)組
System.arraycopy() 要比通過循環(huán)來復(fù)制數(shù)組快的多琅锻。
24. 盡量緩存經(jīng)常使用的對象
盡可能將經(jīng)常使用的對象進行緩存,可以使用數(shù)組唐含,或HashMap的容器來進行緩存浅浮,但這種方式可能導(dǎo)致系統(tǒng)占用過多的緩存,性能下降捷枯,推薦可以使用一些第三方的開源工具滚秩,如EhCache,Oscache進行緩存淮捆,他們基本都實現(xiàn)了FIFO/FLU等緩存算法郁油。
25. 盡量避免非常大的內(nèi)存分配
有時候問題不是由當(dāng)時的堆狀態(tài)造成的,而是因為分配失敗造成的攀痊。分配的內(nèi)存塊都必須是連續(xù)的桐腌,而隨著堆越來越滿,找到較大的連續(xù)塊越來越困難苟径。
26. 慎用異常
當(dāng)創(chuàng)建一個異常時案站,需要收集一個棧跟蹤(stack track),這個棧跟蹤用于描述異常是在何處創(chuàng)建的棘街。構(gòu)建這些棧跟蹤時需要為運行時棧做一份快照蟆盐,正是這一部分開銷很大承边。
當(dāng)需要創(chuàng)建一個 Exception 時,JVM 不得不說:先別動石挂,我想就您現(xiàn)在的樣子存一份快照博助,所以暫時停止入棧和出棧操作。棧跟蹤不只包含運行時棧中的一兩個元素痹愚,而是包含這個棧中的每一個元素富岳。
如果您創(chuàng)建一個 Exception ,就得付出代價拯腮,好在捕獲異常開銷不大窖式,因此可以使用 try-catch 將核心內(nèi)容包起來。從技術(shù)上講动壤,你甚至可以隨意地拋出異常脖镀,而不用花費很大的代價。
招致性能損失的并不是 throw 操作——盡管在沒有預(yù)先創(chuàng)建異常的情況下就拋出異常是有點不尋常狼电。真正要花代價的是創(chuàng)建異常蜒灰,幸運的是,好的編程習(xí)慣已教會我們肩碟,不應(yīng)該不管三七二十一就拋出異常强窖。異常是為異常的情況而設(shè)計的,使用時也應(yīng)該牢記這一原則削祈。
27. 盡量重用對象
特別是String對象的使用中翅溺,出現(xiàn)字符串連接情況時應(yīng)使用StringBuffer代替,由于系統(tǒng)不僅要花時間生成對象髓抑,以后可能還需要花時間對這些對象進行垃圾回收和處理咙崎。因此生成過多的對象將會給程序的性能帶來很大的影響。
28. 不要重復(fù)初始化變量
默認(rèn)情況下吨拍,調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)時褪猛,java會把變量初始化成確定的值,所有的對象被設(shè)置成null羹饰,整數(shù)變量設(shè)置成0伊滋,float和double變量設(shè)置成0.0,邏輯值設(shè)置成false队秩。當(dāng)一個類從另一個類派生時笑旺,這一點尤其應(yīng)該注意,因為用new關(guān)鍵字創(chuàng)建一個對象時馍资,構(gòu)造函數(shù)鏈中的所有構(gòu)造函數(shù)都會被自動調(diào)用筒主。
這里有個注意,給成員變量設(shè)置初始值但需要調(diào)用其他方法的時候,最好放在一個方法乌妙。比如initXXX()中色洞,因為直接調(diào)用某方法賦值可能會因為類尚未初始化而拋空指針異常,如:public int state = this.getState()冠胯。
在java+Oracle的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中,java中內(nèi)嵌的SQL語言應(yīng)盡量使用大寫形式锦针,以減少Oracle解析器的解析負(fù)擔(dān)荠察。
在java編程過程中,進行數(shù)據(jù)庫連接奈搜,I/O流操作悉盆,在使用完畢后,及時關(guān)閉以釋放資源馋吗。因為對這些大對象的操作會造成系統(tǒng)大的開銷焕盟。
過分的創(chuàng)建對象會消耗系統(tǒng)的大量內(nèi)存,嚴(yán)重時宏粤,會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏脚翘,因此,保證過期的對象的及時回收具有重要意義绍哎。JVM的GC并非十分智能来农,因此建議在對象使用完畢后,手動設(shè)置成null崇堰。
在使用同步機制時沃于,應(yīng)盡量使用方法同步代替代碼塊同步。
33. 不要在循環(huán)中使用Try/Catch語句海诲,應(yīng)把Try/Catch放在循環(huán)最外層
Error是獲取系統(tǒng)錯誤的類繁莹,或者說是虛擬機錯誤的類。不是所有的錯誤Exception都能獲取到的咨演,虛擬機報錯Exception就獲取不到,必須用Error獲取蚯斯。
34. 通過StringBuffer的構(gòu)造函數(shù)來設(shè)定它的初始化容量雪标,可以明顯提升性能
StringBuffer的默認(rèn)容量為16,當(dāng)StringBuffer的容量達到最大容量時溉跃,它會將自身容量增加到當(dāng)前的2倍+2村刨,也就是2*n+2。無論何時撰茎,只要StringBuffer到達它的最大容量嵌牺,它就不得不創(chuàng)建一個新的對象數(shù)組,然后復(fù)制舊的對象數(shù)組,這會浪費很多時間逆粹。所以給StringBuffer設(shè)置一個合理的初始化容量值募疮,是很有必要的!
35. 合理使用java.util.Vector
Vector與StringBuffer類似僻弹,每次擴展容量時阿浓,所有現(xiàn)有元素都要賦值到新的存儲空間中。Vector的默認(rèn)存儲能力為10個元素蹋绽,擴容加倍芭毙。
vector.add(index,obj) 這個方法可以將元素obj插入到index位置,但index以及之后的元素依次都要向下移動一個位置(將其索引加 1)卸耘。 除非必要退敦,否則對性能不利。
同樣規(guī)則適用于remove(int index)方法蚣抗,移除此向量中指定位置的元素侈百。將所有后續(xù)元素左移(將其索引減 1)。返回此向量中移除的元素翰铡。所以刪除vector最后一個元素要比刪除第1個元素開銷低很多钝域。刪除所有元素最好用removeAllElements()方法。
如果要刪除vector里的一個元素可以使用 vector.remove(obj)锭魔;而不必自己檢索元素位置网梢,再刪除,如int index = indexOf(obj);vector.remove(index)赂毯。
36. 不用new關(guān)鍵字創(chuàng)建對象的實例
用new關(guān)鍵詞創(chuàng)建類的實例時战虏,構(gòu)造函數(shù)鏈中的所有構(gòu)造函數(shù)都會被自動調(diào)用。但如果一個對象實現(xiàn)了Cloneable接口党涕,我們可以調(diào)用它的clone()方法烦感。clone()方法不會調(diào)用任何類構(gòu)造函數(shù)。
下面是Factory模式的一個典型實現(xiàn):
public static Credit getNewCredit()
{
return new Credit();
}
改進后的代碼使用clone()方法:
private static Credit BaseCredit = new Credit();
public static Credit getNewCredit()
{
return (Credit)BaseCredit.clone();
}
不要將數(shù)組聲明為:public static final
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(yīng)的Entry做比較得到結(jié)果膛堤,取得entry的值之后直接取key和value手趣。
38. array(數(shù)組)和ArrayList的使用
array 數(shù)組效率最高,但容量固定肥荔,無法動態(tài)改變绿渣,ArrayList容量可以動態(tài)增長,但犧牲了效率燕耿。
- 單線程應(yīng)盡量使用 HashMap, ArrayList,除非必要中符,否則不推薦使用HashTable,Vector,它們使用了同步機制誉帅,而降低了性能淀散。
40. StringBuffer,StringBuilder的區(qū)別在于
java.lang.StringBuffer 線程安全的可變字符序列右莱。一個類似于String的字符串緩沖區(qū),但不能修改档插。StringBuilder與該類相比慢蜓,通常應(yīng)該優(yōu)先使用StringBuilder類,因為它支持所有相同的操作郭膛,但由于它不執(zhí)行同步晨抡,所以速度更快。
為了獲得更好的性能则剃,在構(gòu)造StringBuffer或StringBuilder時應(yīng)盡量指定她的容量耘柱。當(dāng)然如果不超過16個字符時就不用了。 相同情況下忍级,使用StringBuilder比使用StringBuffer僅能獲得10%~15%的性能提升,但卻要冒多線程不安全的風(fēng)險伪朽。綜合考慮還是建議使用StringBuffer轴咱。
盡量使用基本數(shù)據(jù)類型代替對象拓哟。
使用具體類比使用接口效率高劣纲,但結(jié)構(gòu)彈性降低了袒哥,但現(xiàn)代IDE都可以解決這個問題荆秦。
考慮使用靜態(tài)方法零蓉,如果你沒有必要去訪問對象的外部辑舷,那么就使你的方法成為靜態(tài)方法猾浦。它會被更快地調(diào)用泉沾,因為它不需要一個虛擬函數(shù)導(dǎo)向表讶舰。這同時也是一個很好的實踐鞍盗,因為它告訴你如何區(qū)分方法的性質(zhì),調(diào)用這個方法不會改變對象的狀態(tài)跳昼。
應(yīng)盡可能避免使用內(nèi)在的GET,SET方法般甲。
45.避免枚舉,浮點數(shù)的使用鹅颊。
以下舉幾個實用優(yōu)化的例子:
一敷存、避免在循環(huán)條件中使用復(fù)雜表達式
在不做編譯優(yōu)化的情況下,在循環(huán)中堪伍,循環(huán)條件會被反復(fù)計算锚烦,如果不使用復(fù)雜表達式,而使循環(huán)條件值不變的話帝雇,程序?qū)\行的更快涮俄。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)組尸闸,將原原先數(shù)組中的內(nèi)容復(fù)制過來禽拔,最后刘离,原先的數(shù)組再被回收《闷埽可見Vector容量的擴大是一個頗費時間的事硫惕。
通常,默認(rèn)的10個元素大小是不夠的野来。你最好能準(zhǔn)確的估計你所需要的最佳大小恼除。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(shè)定初始大小。
public Vector v = new Vector(20);
public Hashtable hash = new Hashtable(10);
三曼氛、在finally塊中關(guān)閉Stream
程序中使用到的資源應(yīng)當(dāng)被釋放豁辉,以避免資源泄漏。這最好在finally塊中去做舀患。不管程序執(zhí)行的結(jié)果如何徽级,finally塊總是會執(zhí)行的,以確保資源的正確關(guān)閉聊浅。
四餐抢、使用'System.arraycopy ()'代替通過來循環(huán)復(fù)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(nèi)變量的getter/setter方法變成”final”
簡單的getter/setter方法應(yīng)該被置成final低匙,這會告訴編譯器旷痕,這個方法不會被重載,所以顽冶,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;
}
六欺抗、對于常量字符串,用'String' 代替 'StringBuffer'
常量字符串并不需要動態(tài)改變長度强重。
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绞呈,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间景。
七报强、在字符串相加的時候,使用 ' ' 代替 " "拱燃,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)化秉溉,性能優(yōu)化大部分都是在時間、效率碗誉、代碼結(jié)構(gòu)層次等方面的權(quán)衡召嘶,各有利弊,不要把上面內(nèi)容當(dāng)成教條哮缺,或許有些對我們實際工作適用弄跌,有些不適用,還望根據(jù)實際工作場景進行取舍尝苇,活學(xué)活用铛只,變通為宜埠胖。