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在JAVA程序中,性能問題的大部分原因并不在于JAVA語言呼胚,而是程序本身茄唐。養(yǎng)成良好的編碼習慣非常重要,能夠顯著地提升程序性能蝇更。
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擔沪编,縮短加載的時間,提高加載的效率年扩,但并不是所有地方都適用于單例蚁廓,簡單來說,單例主要適用于以下三個方面:
第一厨幻,控制資源的使用相嵌,通過線程同步來控制資源的并發(fā)訪問腿时; 第二,控制實例的產(chǎn)生饭宾,以達到節(jié)約資源的目的批糟; 第三,控制數(shù)據(jù)共享捏雌,在不建立直接關聯(lián)的條件下跃赚,讓多個不相關的進程或線程之間實現(xiàn)通信。
2. 盡量避免隨意使用靜態(tài)變量
當某個對象被定義為static變量所引用性湿,那么GC通常是不會回收這個對象所占有的內(nèi)存纬傲,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,如果A類不會卸載肤频,那么b對象會常駐內(nèi)存叹括,直到程序終止。
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)用的方法宵荒,循環(huán)中new對象汁雷,由于系統(tǒng)不僅要花費時間來創(chuàng)建對象,而且還要花時間對這些對象進行垃圾回收和處理报咳,在我們可以控制的范圍內(nèi)侠讯,最大限度地重用對象,最好能用基本的數(shù)據(jù)類型或數(shù)組來替代對象暑刃。
4. 盡量使用final修飾符
帶有final修飾符的類是不可派生的厢漩。在JAVA核心API中,有許多應用final的例子岩臣,例如java溜嗜、lang、String架谎,為String類指定final防止了使用者覆蓋length()方法炸宵。另外,如果一個類是final的谷扣,則該類所有方法都是final的土全。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),此舉能夠使性能平均提高50%会涎。
如:讓訪問實例內(nèi)變量的getter/setter方法變成”final:
簡單的getter/setter方法應該被置成final涯曲,這會告訴編譯器,這個方法不會被重載在塔,所以幻件,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,速度較快蛔溃;其他變量绰沥,如靜態(tài)變量篱蝇、實例變量等,都在堆(Heap)中創(chuàng)建徽曲,速度較慢零截。
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)域是完全不同的秃臣,基本類型數(shù)據(jù)產(chǎn)生和處理都在棧中處理涧衙,包裝類型是對象,是在堆中產(chǎn)生實例奥此。在集合類對象弧哎,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稚虎。
7. 慎用synchronized撤嫩,盡量減小synchronize的方法
都知道,實現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開銷作為代價的蠢终,甚至可能造成死鎖序攘,所以盡量避免無謂的同步控制。synchronize方法被調(diào)用時寻拂,直接會把當前對象鎖了程奠,在方法執(zhí)行完之前其他線程無法調(diào)用當前對象的其他方法。所以祭钉,synchronize的方法盡量減小瞄沙,并且應盡量使用方法同步代替代碼塊同步。
9. 盡量不要使用finalize方法
實際上朴皆,將資源清理放在finalize方法中完成是非常不好的選擇,由于GC的工作量很大泛粹,尤其是回收Young代內(nèi)存時遂铡,大都會引起應用程序暫停,所以再選擇使用finalize方法進行資源清理晶姊,會導致GC負擔更大扒接,程序運行效率更差。
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”字符串们衙,而且JVM的字符緩存池還會緩存這個字符串钾怔;
String str = new String("hello");
此時程序除創(chuàng)建字符串外,str所引用的String對象底層還包含一個char[]數(shù)組蒙挑,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盡量使用HashMap宗侦、ArrayList
HashTable、Vector等使用了同步機制忆蚀,降低了性能矾利。
12. 盡量合理的創(chuàng)建HashMap
當你要創(chuàng)建一個比較大的hashMap時姑裂,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,在默認中initialCapacity只有16男旗,而loadFactor是 0.75舶斧,需要多大的容量,你最好能準確的估計你所需要的最佳大小察皇,同樣的Hashtable茴厉,Vectors也是一樣的道理。
13. 盡量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什荣,在循環(huán)中矾缓,循環(huán)條件會被反復計算,如果不使用復雜表達式溃睹,而使循環(huán)條件值不變的話而账,程序?qū)\行的更快。
14. 盡量避免不必要的創(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); }
15. 盡量在finally塊中釋放資源
程序中使用到的資源應當被釋放因篇,以避免資源泄漏泞辐,這最好在finally塊中去做。不管程序執(zhí)行的結果如何竞滓,finally塊總是會執(zhí)行的咐吼,以確保資源的正確關閉。
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商佑,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锯茄,因為移位操作不直觀,比較難理解茶没。
17.盡量使用移位來代替'a*b'的操作
同樣的肌幽,對于'*'操作,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;
18. 盡量確定StringBuffer的容量
StringBuffer 的構造器會創(chuàng)建一個默認大凶グ搿(通常是16)的字符數(shù)組喂急。在使用中,如果超出這個大小笛求,就會重新分配內(nèi)存廊移,創(chuàng)建一個更大的數(shù)組,并將原先的數(shù)組復制過來探入,再丟棄舊的數(shù)組狡孔。在大多數(shù)情況下,你可以在創(chuàng)建 StringBuffer的時候指定大小蜂嗽,這樣就避免了在容量不夠的時候自動增長苗膝,以提高性能。
如:
StringBuffer buffer = new StringBuffer(1000);
19. 盡量早釋放無用對象的引用
大部分時植旧,方法局部引用變量所引用的對象會隨著方法結束而變成垃圾荚醒,因此芋类,大部分時候程序無需將局部,引用變量顯式設為null界阁。
例如:
Java代碼
Public void test(){ Object obj = new Object(); …… Obj=null; }
上面這個就沒必要了侯繁,隨著方法test()的執(zhí)行完成,程序中obj引用變量的作用域就結束了泡躯。但是如果是改成下面:
Java代碼
Public void test(){ Object obj = new Object(); …… Obj=null; //執(zhí)行耗時贮竟,耗內(nèi)存操作;或調(diào)用耗時较剃,耗內(nèi)存的方法 …… }
這時候就有必要將obj賦值為null咕别,可以盡早的釋放對Object對象的引用。
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)組多得多写穴,大概10倍以上惰拱。
21. 盡量避免使用split
除非是必須的,否則應該避免使用split啊送,split由于支持正則表達式偿短,所以效率比較低,如果是頻繁的幾十馋没,幾百萬的調(diào)用將會耗費大量資源昔逗,如果確實需要頻繁的調(diào)用split,可以考慮使用apache的StringUtils.split(string,char)篷朵,頻繁split的可以緩存結果勾怒。
22. ArrayList & LinkedList
一個是線性表,一個是鏈表声旺,一句話笔链,隨機查詢盡量使用ArrayList,ArrayList優(yōu)于LinkedList腮猖,LinkedList還要移動指針鉴扫,添加刪除的操作LinkedList優(yōu)于ArrayList,ArrayList還要移動數(shù)據(jù)缚够,不過這是理論性分析幔妨,事實未必如此盛泡,重要的是理解好2者得數(shù)據(jù)結構烂琴,對癥下藥勉盅。
23. 盡量使用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。
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雏吭,可以使用數(shù)組,或HashMap的容器來進行緩存陪踩,但這種方式可能導致系統(tǒng)占用過多的緩存杖们,性能下降悉抵,推薦可以使用一些第三方的開源工具,如EhCache摘完,Oscache進行緩存姥饰,他們基本都實現(xiàn)了FIFO/FLU等緩存算法。
25. 盡量避免非常大的內(nèi)存分配
有時候問題不是由當時的堆狀態(tài)造成的孝治,而是因為分配失敗造成的列粪。分配的內(nèi)存塊都必須是連續(xù)的,而隨著堆越來越滿谈飒,找到較大的連續(xù)塊越來越困難岂座。
26. 慎用異常
當創(chuàng)建一個異常時,需要收集一個棧跟蹤(stack track)杭措,這個棧跟蹤用于描述異常是在何處創(chuàng)建的费什。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手素。當需要創(chuàng)建一個 Exception 時鸳址,JVM 不得不說:先別動,我想就您現(xiàn)在的樣子存一份快照刑桑,所以暫時停止入棧和出棧操作氯质。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祠斧。
如果您創(chuàng)建一個 Exception 闻察,就得付出代價,好在捕獲異常開銷不大琢锋,因此可以使用 try-catch 將核心內(nèi)容包起來辕漂。從技術上講,你甚至可以隨意地拋出異常吴超,而不用花費很大的代價钉嘹。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)建異常鲸阻,幸運的是跋涣,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鸟悴。異常是為異常的情況而設計的陈辱,使用時也應該牢記這一原則。
27. 盡量重用對象
特別是String對象的使用中细诸,出現(xiàn)字符串連接情況時應使用StringBuffer代替沛贪,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。因此生成過多的對象將會給程序的性能帶來很大的影響利赋。
28. 不要重復初始化變量
默認情況下水评,調(diào)用類的構造函數(shù)時,java會把變量初始化成確定的值媚送,所有的對象被設置成null中燥,整數(shù)變量設置成0,float和double變量設置成0.0塘偎,邏輯值設置成false褪那。當一個類從另一個類派生時,這一點尤其應該注意式塌,因為用new關鍵字創(chuàng)建一個對象時博敬,構造函數(shù)鏈中的所有構造函數(shù)都會被自動調(diào)用。
這里有個注意峰尝,給成員變量設置初始值但需要調(diào)用其他方法的時候偏窝,最好放在一個方法。比如initXXX()中武学,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祭往,如:public int state = this.getState()。
29. 在java+Oracle的應用系統(tǒng)開發(fā)中火窒,java中內(nèi)嵌的SQL語言應盡量使用大寫形式硼补,以減少Oracle解析器的解析負擔。
30. 在java編程過程中熏矿,進行數(shù)據(jù)庫連接已骇,I/O流操作,在使用完畢后票编,及時關閉以釋放資源褪储。因為對這些大對象的操作會造成系統(tǒng)大的開銷。
31. 過分的創(chuàng)建對象會消耗系統(tǒng)的大量內(nèi)存慧域,嚴重時鲤竹,會導致內(nèi)存泄漏,因此昔榴,保證過期的對象的及時回收具有重要意義辛藻。JVM的GC并非十分智能,因此建議在對象使用完畢后互订,手動設置成null吱肌。
32. 在使用同步機制時,應盡量使用方法同步代替代碼塊同步屁奏。
33. 不要在循環(huán)中使用Try/Catch語句岩榆,應把Try/Catch放在循環(huán)最外層
Error是獲取系統(tǒng)錯誤的類错负,或者說是虛擬機錯誤的類坟瓢。不是所有的錯誤Exception都能獲取到的勇边,虛擬機報錯Exception就獲取不到,必須用Error獲取折联。
34. 通過StringBuffer的構造函數(shù)來設定它的初始化容量粒褒,可以明顯提升性能
StringBuffer的默認容量為16,當StringBuffer的容量達到最大容量時诚镰,它會將自身容量增加到當前的2倍+2奕坟,也就是2*n+2。無論何時清笨,只要StringBuffer到達它的最大容量月杉,它就不得不創(chuàng)建一個新的對象數(shù)組,然后復制舊的對象數(shù)組抠艾,這會浪費很多時間苛萎。所以給StringBuffer設置一個合理的初始化容量值,是很有必要的检号!
35. 合理使用java.util.Vector
Vector與StringBuffer類似腌歉,每次擴展容量時,所有現(xiàn)有元素都要賦值到新的存儲空間中齐苛。Vector的默認存儲能力為10個元素翘盖,擴容加倍。
vector.add(index,obj) 這個方法可以將元素obj插入到index位置凹蜂,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)馍驯。 除非必要,否則對性能不利玛痊。同樣規(guī)則適用于remove(int index)方法泥彤,移除此向量中指定位置的元素。將所有后續(xù)元素左移(將其索引減 1)卿啡。返回此向量中移除的元素吟吝。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。刪除所有元素最好用removeAllElements()方法颈娜。
如果要刪除vector里的一個元素可以使用 vector.remove(obj)剑逃;而不必自己檢索元素位置,再刪除官辽,如int index = indexOf(obj);vector.remove(index)蛹磺。
38. 不用new關鍵字創(chuàng)建對象的實例
用new關鍵詞創(chuàng)建類的實例時,構造函數(shù)鏈中的所有構造函數(shù)都會被自動調(diào)用同仆。但如果一個對象實現(xiàn)了Cloneable接口萤捆,我們可以調(diào)用它的clone()方法。clone()方法不會調(diào)用任何類構造函數(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(); }
39. 不要將數(shù)組聲明為:public static final
40. 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做比較得到結果俗或,取得entry的值之后直接取key和value市怎。
41. array(數(shù)組)和ArrayList的使用
array 數(shù)組效率最高,但容量固定辛慰,無法動態(tài)改變区匠,ArrayList容量可以動態(tài)增長,但犧牲了效率帅腌。
42. 單線程應盡量使用 HashMap, ArrayList,除非必要驰弄,否則不推薦使用HashTable,Vector,它們使用了同步機制速客,而降低了性能戚篙。
43. StringBuffer,StringBuilder的區(qū)別
java.lang.StringBuffer 線程安全的可變字符序列。一個類似于String的字符串緩沖區(qū)溺职,但不能修改已球。StringBuilder與該類相比,通常應該優(yōu)先使用StringBuilder類辅愿,因為它支持所有相同的操作智亮,但由于它不執(zhí)行同步,所以速度更快点待。為了獲得更好的性能阔蛉,在構造StringBuffer或StringBuilder時應盡量指定她的容量。當然如果不超過16個字符時就不用了癞埠。 相同情況下状原,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險苗踪。綜合考慮還是建議使用StringBuffer颠区。
44. 盡量使用基本數(shù)據(jù)類型代替對象。
45. 使用具體類比使用接口效率高通铲,但結構彈性降低了毕莱,但現(xiàn)代IDE都可以解決這個問題。
46. 考慮使用靜態(tài)方法颅夺,如果你沒有必要去訪問對象的外部朋截,那么就使你的方法成為靜態(tài)方法。它會被更快地調(diào)用吧黄,因為它不需要一個虛擬函數(shù)導向表部服。這同時也是一個很好的實踐,因為它告訴你如何區(qū)分方法的性質(zhì)拗慨,調(diào)用這個方法不會改變對象的狀態(tài)廓八。
47. 應盡可能避免使用內(nèi)在的GET,SET方法奉芦。
48.避免枚舉,浮點數(shù)的使用剧蹂。
以下舉幾個實用優(yōu)化的例子
一声功、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)中国夜,循環(huán)條件會被反復計算,如果不使用復雜表達式短绸,而使循環(huán)條件值不變的話车吹,程序?qū)\行的更快。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++) ; // ... } }
二醋闭、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)組窄驹,將原原先數(shù)組中的內(nèi)容復制過來,最后证逻,原先的數(shù)組再被回收乐埠。可見Vector容量的擴大是一個頗費時間的事囚企。
通常,默認的10個元素大小是不夠的龙宏。你最好能準確的估計你所需要的最佳大小棵逊。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。
public Vector v = new Vector(20); public Hashtable hash = new Hashtable(10);
三银酗、在finally塊中關閉Stream
程序中使用到的資源應當被釋放辆影,以避免資源泄漏。這最好在finally塊中去做黍特。不管程序執(zhí)行的結果如何蛙讥,finally塊總是會執(zhí)行的,以確保資源的正確關閉灭衷。
四次慢、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(nèi)變量的getter/setter方法變成”final”
簡單的getter/setter方法應該被置成final翔曲,這會告訴編譯器经备,這個方法不會被重載,所以部默,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; }
六侵蒙、對于常量字符串,用'String' 代替 'StringBuffer'
常量字符串并不需要動態(tài)改變長度傅蹂。
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纷闺,如果確定這個String不會再變的話算凿,這將會減少運行開銷提高性能。
七犁功、在字符串相加的時候氓轰,使用 ' ' 代替 " ",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)化浸卦,性能優(yōu)化大部分都是在時間署鸡、效率、代碼結構層次等方面的權衡限嫌,各有利弊靴庆,不要把上面內(nèi)容當成教條,或許有些對我們實際工作適用怒医,有些不適用炉抒,還望根據(jù)實際工作場景進行取舍,活學活用稚叹,變通為宜焰薄。
·END·
路雖遠,行則必至
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