大多數(shù)開發(fā)人員認(rèn)為性能優(yōu)化是個比較復(fù)雜的問題渐北，需要大量的經(jīng)驗和知識筛璧。是的牛欢，這并不沒有錯骡男。誠然，優(yōu)化應(yīng)用程序以獲得最好的性能并不是一件容易的事情傍睹，但這并不意味著你在沒有獲得這些經(jīng)驗和知識之前就不能做任何事隔盛。下面有幾個很容易遵循的建議和最佳實踐能夠幫你創(chuàng)建一個性能良好的應(yīng)用程序。

這些建議中的大多數(shù)都是基于Java的焰望，但是也不一定骚亿，也有一些是可以應(yīng)用于所有的應(yīng)用程序和編程語言的。在我們分享基于Java的性能調(diào)優(yōu)技巧之前熊赖，讓我們先討論一下這些通用的性能調(diào)優(yōu)技巧。

1.在必要之前虑椎，先不要優(yōu)化

這可能是最最重要的性能調(diào)優(yōu)技巧之一震鹉。你應(yīng)該遵循常見的最佳實踐，并嘗試有效地實現(xiàn)你的用例捆姜。但這并不意味著在證明它是必要之前传趾，替換任何標(biāo)準(zhǔn)庫或構(gòu)建復(fù)雜的優(yōu)化。

在大多數(shù)情況下泥技，過早的優(yōu)化占用了大量的時間浆兰，使得代碼難以讀取和維護(hù)。更糟糕的是珊豹，這些優(yōu)化通常不會帶來任何好處簸呈，因為你花費(fèi)了大量時間來優(yōu)化應(yīng)用程序的非關(guān)鍵部分。

那么店茶，你如何證明你需要優(yōu)化某些東西呢?

首先蜕便，你需要確定應(yīng)用程序代碼的速度，例如贩幻，為所有API調(diào)用指定一個最大響應(yīng)時間轿腺，或者指定在特定時間范圍內(nèi)導(dǎo)入的記錄數(shù)量。完成之后丛楚，你可以度量應(yīng)用程序的哪些部分太慢而需要改進(jìn)族壳。當(dāng)這樣做之后，那么請繼續(xù)看第二個調(diào)優(yōu)技巧趣些。

2.使用分析器來找到真正的瓶頸

在你遵循第一條建議仿荆，并確定你的應(yīng)用程序的某些部分的確需要改進(jìn)之后，問自己從哪里開始?

你可以用兩種方法來解決這個問題:

你可以看一下你的代碼，從看起來可疑或者你覺得它可能會產(chǎn)生問題的部分開始赖歌。

或者使用分析器枉圃，獲取代碼中每個部分的行為和性能的詳細(xì)信息。

至于為什么應(yīng)該總是遵循第二種方法庐冯。

答案應(yīng)該很明顯孽亲，基于分析器的方法能讓你更好地理解代碼的性能含義，并允許你關(guān)注最關(guān)鍵的部分展父。如果你曾經(jīng)使用過分析器返劲，你將會驚訝于代碼的哪些部分造成了性能問題。然而栖茉，很多時候篮绿，你的第一次猜想會把你引向錯誤的方向。

3 .為整個應(yīng)用程序創(chuàng)建性能測試套件

這是另一個幫助你避免許多意想不到問題的一般技巧吕漂，這些問題通常發(fā)生在性能改進(jìn)部署到生產(chǎn)環(huán)境之后亲配。你應(yīng)該經(jīng)常定義測試整個應(yīng)用程序的性能測試套件，并在你完成性能改進(jìn)之前和之后運(yùn)行它惶凝。

這些額外的測試運(yùn)行將幫助你識別更改的功能和性能方面的影響吼虎，并確保你不會發(fā)布一個弊大于利的更新。如果你的任務(wù)運(yùn)行于應(yīng)用程序的多個不同部分比如數(shù)據(jù)庫或緩存苍鲜，這一點(diǎn)尤其重要思灰。

4.首先解決最大的瓶頸問題

在創(chuàng)建了測試套件并使用分析器對應(yīng)用程序進(jìn)行分析之后，你就有了一個需要提高性能的問題列表混滔，這很好洒疚，但它仍然不能回答你應(yīng)該從哪里開始的問題。你可以從那些可以快速搞定的開始坯屿，亦或者從最重要的問題開始油湖。

當(dāng)然前者很誘人，因為這很快就能出結(jié)果愿伴。有時肺魁，可能需要說服其他團(tuán)隊成員或你的管理層，性能分析是值得的隔节。

但總的來說鹅经，我建議首先著手處理最重要的性能問題。這將為你提供最大的性能改進(jìn)怎诫，而且你可能只需要修復(fù)這些問題中的幾個就可以解決你的性能需求瘾晃。

在了解通用性能調(diào)優(yōu)技巧之后，讓我們再來仔細(xì)看看一些特定于Java的調(diào)優(yōu)技巧幻妓。

5.使用StringBuilder以編程方式連接字符串

在Java中有許多不同的連接字符串的選項蹦误。例如劫拢，可以使用一個簡單的+或+ =、老的StringBuffer或StringBuilder强胰。

那么舱沧，你應(yīng)該選擇哪種方法呢?

答案取決于連接字符串的代碼。如果你以編程方式向字符串中添加新內(nèi)容偶洋，例如熟吏，在for循環(huán)中，你應(yīng)該使用StringBuilder玄窝。它比StringBuffer更容易使用和提供更好的性能牵寺。但是請記住，StringBuilder與StringBuffer不同恩脂，它不是線程安全的帽氓，而且可能不適合所有用例。

你只需要實例化一個新的StringBuilder俩块，并調(diào)用append方法在字符串中添加一個新的部分黎休。當(dāng)你添加了所有的部分后，可以調(diào)用toString()方法來檢索連接字符串玉凯。

下面的代碼片段展示了一個簡單的示例奋渔。在每次迭代過程中，這個循環(huán)將i轉(zhuǎn)換成一個字符串壮啊，并將其添加到StringBuilder sb的空間中，因此到最后撑蒜，這段代碼寫入“this is test0123456789”到日志文件歹啼。

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StringBuilder sb = newStringBuilder(“This is a test”);?

for(inti=0; i<10; i++) {?

????sb.append(i);?

????sb.append(” “);?

}?

log.info(sb.toString());

正如在代碼片段中看到的，你可以為構(gòu)造函數(shù)方法提供字符串的第一個元素座菠。這將創(chuàng)建一個新的StringBuilder狸眼，其中包含提供的字符串和16個額外字符的容量。當(dāng)你向StringBuilder中添加更多字符時浴滴，JVM將動態(tài)地改變StringBuilder的大小拓萌。

如果你已經(jīng)知道自己的字符串包含多少字符，那么你可以向不同的構(gòu)造函數(shù)方法提供這個數(shù)字升略，以實例化一個具有被定義容量的StringBuilder微王。這進(jìn)一步提高了它的效率，因為它不需要動態(tài)擴(kuò)展它的容量品嚣。

6.在聲明中使用+連接字符串

當(dāng)你在Java中實現(xiàn)第一個應(yīng)用程序時炕倘，可能有人告訴你不應(yīng)該用＋來連接字符串。如果在應(yīng)用程序邏輯中連接字符串這是正確的翰撑。字符串是不可變的罩旋，每個字符串連接的結(jié)果存儲在一個新的字符串對象中。這需要額外的內(nèi)存，并降低應(yīng)用程序的速度涨醋，特別是在循環(huán)中連接多個字符串時瓜饥。

在這些情況下，你應(yīng)該遵循tip 5并使用StringBuilder浴骂。

但如果你只是將一個字符串分解成多行來提高代碼的可讀性乓土，那就不是這樣了。

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Query q = em.createQuery(“SELECT a.id, a.firstName, a.lastName ”?

+ “FROM Author a ”?

+ “WHERE a.id = :id”);

在這些情況下靠闭，你應(yīng)該用一個簡單的+來連接你的字符串帐我。Java編譯器將優(yōu)化它并在編譯時執(zhí)行連接。因此愧膀，在運(yùn)行時拦键，代碼只使用1個字符，不需要連接檩淋。

7.盡可能使用基本數(shù)據(jù)類型

另一種避免開銷芬为，提高應(yīng)用程序性能的快速方法就是使用原始數(shù)據(jù)類型而不是它們的包裝類。因此蟀悦，最好是使用int而不是Integer媚朦，或者是double而不是Double。這將讓JVM將值存儲在堆棧中日戈，以減少內(nèi)存消耗询张，并更有效地處理它。

8.盡量避免BigInteger和BigDecimal

由于我們已經(jīng)討論了數(shù)據(jù)類型浙炼，我們再來看下BigInteger和BigDecimal份氧。尤其是后者，由于其精度高而受歡迎弯屈。但這是有代價的蜗帜。

BigInteger和BigDecimal比簡單的long或double需要更多的內(nèi)存，并且大大降低所有的計算速度资厉。因此厅缺，如果你需要額外的精度，或者你的數(shù)字超過了一個long范圍宴偿，最好三思而后行湘捎。這可能是你在提升性能問題中唯一需要更改的地方，特別是當(dāng)你正在實現(xiàn)一個數(shù)學(xué)算法酪我。

9.首先檢查當(dāng)前日志級別

這個建議是顯而易見的消痛，但不幸的是，你會發(fā)現(xiàn)許多代碼忽略它都哭。在創(chuàng)建調(diào)試消息之前秩伞，應(yīng)該先檢查當(dāng)前日志級別逞带。

這里有兩個例子來說明你不應(yīng)該這樣做。

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// don’t do this?

log.debug(“User [” + userName + “] called method X with [” + i + “]”);?

// or this?

log.debug(String.format(“User [%s] called method X with [%d]”, userName, i));

在這兩種情況下纱新，你將執(zhí)行所有需要的步驟來創(chuàng)建日志消息展氓，而不知道日志框架是否使用日志消息。在創(chuàng)建調(diào)試消息之前脸爱，最好先檢查當(dāng)前日志級別遇汞。

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// do this?

if(log.isDebugEnabled()) {?

????log.debug(“User [” + userName + “] called method X with [” + i + “]”);?

}

10.使用Apache Commons StringUtils.Replace 代替String.replace

一般來說,String.replace 方法工作得很好，而且非常高效簿废，特別是如果你使用的是Java 9空入。但是，如果應(yīng)用程序需要大量的替換操作族檬，并且你還沒有更新到最新的Java版本歪赢，那么檢查更快和更有效的替代方案仍然是有意義的。

一個候選就是 Apache Commons Lang’s StringUtils.replace 方法单料。正如Lukas Eder在他最近的一篇博客文章中所描述的那樣埋凯，它大大超過了Java 8的String.replace 方法。

它只需要很小的改變扫尖。你只需要為Apache’s Commons Lang 項目增加一個Maven依賴項到你的應(yīng)用pom.xml白对，并用StringUtils.replace方法替換所有String.replace方法的調(diào)用。

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// replace this?

test.replace(“test”, “simple test”);?

// with this?

StringUtils.replace(test, “test”, “simple test”);

11.緩存昂貴的資源换怖，比如數(shù)據(jù)庫連接

緩存是一種流行的解決方案來避免重復(fù)執(zhí)行昂貴或頻繁使用的代碼片段甩恼。一般的想法很簡單:重復(fù)使用這些資源比一次又一次地創(chuàng)建一個新的資源要便宜得多。

一個典型的例子就是在池中緩存數(shù)據(jù)庫連接沉颂。創(chuàng)建新連接需要時間媳拴，如果重用現(xiàn)有連接，則可以避免兆览。

還可以在Java語言本身中找到其他示例。例如塞关，Integer類的valueOf方法緩存了- 128和127之間的值蒜焊。你可能會說丧叽，創(chuàng)建一個新整數(shù)并不太貴，但它經(jīng)常使用，緩存最常用的值提供了性能方面的好處踩衩。

但當(dāng)你考慮緩存時，請記住淘菩，緩存實現(xiàn)也會產(chǎn)生開銷贮乳。你需要花費(fèi)額外的內(nèi)存來存儲可重用資源，因此可能需要管理你的緩存瘾婿，以使資源能夠訪問或刪除過時的資源蜻牢。

因此烤咧，在你開始緩存任何資源之前，請確保是經(jīng)常使用抢呆。

總結(jié)

正如你所看到的煮嫌，提高應(yīng)用程序的性能有時不需要做大量的工作。這篇文章中的大多數(shù)建議抱虐，其實只需要稍微的努力就可以將它們應(yīng)用到代碼中昌阿。

但通常最重要的建議是很編程語言無關(guān)的:

在你知道有必要之前，不要優(yōu)化

使用分析器來找到真正的瓶頸

首先解決最大的瓶頸問題

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