前言
代碼優(yōu)化 浸遗,一個很重要的課題猫胁。可能有些人覺得沒用跛锌,一些細(xì)小的地方有什么好修改的弃秆,改與不改對于代碼的運(yùn)行效率有什么影響呢?這個問題我是這么考慮的,就像大海里面的鯨魚一樣髓帽,它吃一條小蝦米有用嗎?沒用菠赚,但是,吃的小蝦米一多之后郑藏,鯨魚就被喂飽了衡查。
代碼優(yōu)化也是一樣,如果項目著眼于盡快無BUG上線译秦,那么此時可以抓大放小峡捡,代碼的細(xì)節(jié)可以不精打細(xì)磨;但是如果有足夠的時間開發(fā)击碗、維護(hù)代碼,這時候就必須考慮每個可以優(yōu)化的細(xì)節(jié)了们拙,一個一個細(xì)小的優(yōu)化點累積起來稍途,對于代碼的運(yùn)行效率絕對是有提升的。
代碼優(yōu)化的目標(biāo)是:
- 減小代碼的體積
- 提高代碼運(yùn)行的效率
- 代碼優(yōu)化細(xì)節(jié)
1. 盡量指定類砚婆、方法的final修飾符
帶有final修飾符的類是不可派生的械拍。在Java核心API中,有許多應(yīng)用final的例子装盯,例如java.lang.String坷虑,整個類都是final的。為類指定final修飾符可以讓類不可以被繼承埂奈,為方法指定final修飾符可以讓方法不可以被重寫迄损。如果指定了一個類為final,則該類所有的方法都是final的账磺。Java編譯器會尋找機(jī)會內(nèi)聯(lián)所有的final方法芹敌,內(nèi)聯(lián)對于提升Java運(yùn)行效率作用重大,具體參見Java運(yùn)行期優(yōu)化垮抗。此舉能夠使性能平均提高50% 氏捞。
2. 盡量重用對象
特別是String對象的使用,出現(xiàn)字符串連接時應(yīng)該使用StringBuilder/StringBuffer代替冒版。由于Java虛擬機(jī)不僅要花時間生成對象液茎,以后可能還需要花時間對這些對象進(jìn)行垃圾回收和處理,因此辞嗡,生成過多的對象將會給程序的性能帶來很大的影響捆等。
3. 盡可能使用局部變量
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中速度較快,其他變量续室,如靜態(tài)變量楚里、實例變量等,都在堆中創(chuàng)建猎贴,速度較慢班缎。另外,棧中創(chuàng)建的變量她渴,隨著方法的運(yùn)行結(jié)束达址,這些內(nèi)容就沒了,不需要額外的垃圾回收趁耗。
4. 及時關(guān)閉流
Java編程過程中沉唠,進(jìn)行數(shù)據(jù)庫連接、I/O流操作時務(wù)必小心苛败,在使用完畢后满葛,及時關(guān)閉以釋放資源径簿。因為對這些大對象的操作會造成系統(tǒng)大的開銷,稍有不慎嘀韧,將會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果篇亭。
5. 盡量減少對變量的重復(fù)計算
明確一個概念,對方法的調(diào)用锄贷,即使方法中只有一句語句译蒂,也是有消耗的,包括創(chuàng)建棧幀谊却、調(diào)用方法時保護(hù)現(xiàn)場柔昼、調(diào)用方法完畢時恢復(fù)現(xiàn)場等。所以例如下面的操作:
1for (int i = 0; i < list.size(); i++)
2{...}
建議替換為:
1for (int i = 0, int length = list.size(); i < length; i++)
2{...}
這樣炎辨,在list.size()很大的時候捕透,就減少了很多的消耗
6. 盡量采用懶加載的策略,即在需要的時候才創(chuàng)建
例如:
1String str = "aaa";if (i == 1)
2{
3
4list.add(str);
5
6}
建議替換為:
1if (i == 1)
2{
3
4String str = "aaa";
5
6list.add(str);
7
8}
7. 慎用異常異
常對性能不利碴萧。拋出異常首先要創(chuàng)建一個新的對象激率,Throwable接口的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用名為fillInStackTrace()的本地同步方法,fillInStackTrace()方法檢查堆棧勿决,收集調(diào)用跟蹤信息。只要有異常被拋出招盲,Java虛擬機(jī)就必須調(diào)整調(diào)用堆棧低缩,因為在處理過程中創(chuàng)建了一個新的對象。異常只能用于錯誤處理曹货,不應(yīng)該用來控制程序流程咆繁。
8. 不要在循環(huán)中使用try…catch…,應(yīng)該把其放在最外層
除非不得已顶籽。如果毫無理由地這么寫了玩般,只要你的領(lǐng)導(dǎo)資深一點、有強(qiáng)迫癥一點礼饱,八成就要罵你為什么寫出這種垃圾代碼來了坏为。
9. 如果能估計到待添加的內(nèi)容長度,為底層以數(shù)組方式實現(xiàn)的集合镊绪、工具類指定初始長度
比如ArrayList匀伏、LinkedLlist、StringBuilder蝴韭、StringBuffer够颠、HashMap、HashSet等等榄鉴,以StringBuilder為例:
- StringBuilder() // 默認(rèn)分配16個字符的空間
- StringBuilder(int size) // 默認(rèn)分配size個字符的空間
- StringBuilder(String str) // 默認(rèn)分配16個字符+str.length()個字符空間
可以通過類(這里指的不僅僅是上面的StringBuilder)的來設(shè)定它的初始化容量履磨,這樣可以明顯地提升性能蛉抓。比如StringBuilder吧,length表示當(dāng)前的StringBuilder能保持的字符數(shù)量剃诅。因為當(dāng)StringBuilder達(dá)到最大容量的時候巷送,它會將自身容量增加到當(dāng)前的2倍再加2,無論何時只要StringBuilder達(dá)到它的最大容量综苔,它就不得不創(chuàng)建一個新的字符數(shù)組然后將舊的字符數(shù)組內(nèi)容拷貝到新字符數(shù)組中—-這是十分耗費性能的一個操作惩系。試想,如果能預(yù)估到字符數(shù)組中大概要存放5000個字符而不指定長度如筛,最接近5000的2次冪是4096堡牡,每次擴(kuò)容加的2不管,那么:
- 在4096 的基礎(chǔ)上杨刨,再申請8194個大小的字符數(shù)組晤柄,加起來相當(dāng)于一次申請了12290個大小的字符數(shù)組,如果一開始能指定5000個大小的字符數(shù)組妖胀,就節(jié)省了一倍以上的空間;
- 把原來的4096個字符拷貝到新的的字符數(shù)組中去芥颈。
這樣,既浪費內(nèi)存空間又降低代碼運(yùn)行效率赚抡。所以爬坑,給底層以數(shù)組實現(xiàn)的集合、工具類設(shè)置一個合理的初始化容量是錯不了的涂臣,這會帶來立竿見影的效果盾计。但是,注意赁遗,像HashMap這種是以數(shù)組+鏈表實現(xiàn)的集合署辉,別把初始大小和你估計的大小設(shè)置得一樣,因為一個table上只連接一個對象的可能性幾乎為0岩四。初始大小建議設(shè)置為2的N次冪哭尝,如果能估計到有2000個元素,設(shè)置成new HashMap(128)剖煌、new HashMap(256)都可以材鹦。
10. 當(dāng)復(fù)制大量數(shù)據(jù)時,使用System.arraycopy()命令
11. 乘法和除法使用移位操作
例如:
1for (val = 0; val < 100000; val += 5)
2{
3a = val * 8;
4b = val / 2;
5}
用移位操作可以極大地提高性能耕姊,因為在計算機(jī)底層侠姑,對位的操作是最方便、最快的箩做,因此建議修改為:
1for (val = 0; val < 100000; val += 5)
2{
3a = val << 3;
4b = val >> 1;
5}
移位操作雖然快莽红,但是可能會使代碼不太好理解,因此最好加上相應(yīng)的注釋。
12. 循環(huán)內(nèi)不要不斷創(chuàng)建對象引用
例如:
1for (int i = 1; i <= count; i++)
2{Object obj = new Object();
3}
這種做法會導(dǎo)致內(nèi)存中有count份Object對象引用存在安吁,count很大的話醉蚁,就耗費內(nèi)存了,建議為改為:
1Object obj = null;for (int i = 0; i <= count; i++) { obj = new Object(); }
這樣的話鬼店,內(nèi)存中只有一份Object對象引用网棍,每次new Object()的時候,Object對象引用指向不同的Object罷了妇智,但是內(nèi)存中只有一份滥玷,這樣就大大節(jié)省了內(nèi)存空間了。
13. 基于效率和類型檢查的考慮巍棱,應(yīng)該盡可能使用array惑畴,無法確定數(shù)組大小時才使用ArrayList
14. 盡量使用HashMap、ArrayList航徙、StringBuilder如贷,除非線程安全需要,否則不推薦使用Hashtable到踏、Vector杠袱、StringBuffer,后三者由于使用同步機(jī)制而導(dǎo)致了性能開銷
15. 不要將數(shù)組聲明為public static final
因為這毫無意義窝稿,這樣只是定義了引用為static final楣富,數(shù)組的內(nèi)容還是可以隨意改變的,將數(shù)組聲明為public更是一個安全漏洞伴榔,這意味著這個數(shù)組可以被外部類所改變纹蝴。
16. 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)、縮短加載的時間潮梯、提高加載的效率,但并不是所有地方都適用于單例惨恭,簡單來說秉馏,單例主要適用于以下三個方面:
控制資源的使用,通過線程同步來控制資源的并發(fā)訪問
控制實例的產(chǎn)生脱羡,以達(dá)到節(jié)約資源的目的
控制數(shù)據(jù)的共享萝究,在不建立直接關(guān)聯(lián)的條件下,讓多個不相關(guān)的進(jìn)程或線程之間實現(xiàn)通信
17. 盡量避免隨意使用靜態(tài)變量
要知道锉罐,當(dāng)某個對象被定義為static的變量所引用帆竹,那么gc通常是不會回收這個對象所占有的堆內(nèi)存的,如:
1public class A
2{
3private static B b = new B();
4}
此時靜態(tài)變量b的生命周期與A類相同脓规,如果A類不被卸載栽连,那么引用B指向的B對象會常駐內(nèi)存,直到程序終止
18. 及時清除不再需要的會話
為了清除不再活動的會話,許多應(yīng)用服務(wù)器都有默認(rèn)的會話超時時間秒紧,一般為30分鐘绢陌。當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器需要保存更多的會話時,如果內(nèi)存不足熔恢,那么操作系統(tǒng)會把部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到磁盤脐湾,應(yīng)用服務(wù)器也可能根據(jù)MRU(最近最頻繁使用)算法把部分不活躍的會話轉(zhuǎn)儲到磁盤,甚至可能拋出內(nèi)存不足的異常叙淌。如果會話要被轉(zhuǎn)儲到磁盤秤掌,那么必須要先被序列化,在大規(guī)模集群中鹰霍,對對象進(jìn)行序列化的代價是很昂貴的闻鉴。因此,當(dāng)會話不再需要時衅谷,應(yīng)當(dāng)及時調(diào)用HttpSession的invalidate()方法清除會話椒拗。
19. 實現(xiàn)RandomAccess接口的集合比如ArrayList,應(yīng)當(dāng)使用最普通的for循環(huán)而不是foreach循環(huán)來遍歷
這是JDK推薦給用戶的获黔。JDK API對于RandomAccess接口的解釋是:實現(xiàn)RandomAccess接口用來表明其支持快速隨機(jī)訪問蚀苛,此接口的主要目的是允許一般的算法更改其行為,從而將其應(yīng)用到隨機(jī)或連續(xù)訪問列表時能提供良好的性能玷氏。實際經(jīng)驗表明堵未,實現(xiàn)RandomAccess接口的類實例,假如是隨機(jī)訪問的盏触,使用普通for循環(huán)效率將高于使用foreach循環(huán);反過來渗蟹,如果是順序訪問的,則使用Iterator會效率更高赞辩〈蒲浚可以使用類似如下的代碼作判斷:
1if (list instanceof RandomAccess)
2{ for (int i = 0; i < list.size(); i++){}
3}else{
4Iterator<?> iterator = list.iterable(); while (iterator.hasNext()){iterator.next()}
5}
foreach循環(huán)的底層實現(xiàn)原理就是迭代器Iterator,參見Java語法糖1:可變長度參數(shù)以及foreach循環(huán)原理辨嗽。所以后半句”反過來世落,如果是順序訪問的,則使用Iterator會效率更高”的意思就是順序訪問的那些類實例糟需,使用foreach循環(huán)去遍歷屉佳。
20. 使用同步代碼塊替代同步方法
這點在多線程模塊中的synchronized鎖方法塊一文中已經(jīng)講得很清楚了,除非能確定一整個方法都是需要進(jìn)行同步的洲押,否則盡量使用同步代碼塊武花,避免對那些不需要進(jìn)行同步的代碼也進(jìn)行了同步,影響了代碼執(zhí)行效率杈帐。
21. 將常量聲明為static final体箕,并以大寫命名
這樣在編譯期間就可以把這些內(nèi)容放入常量池中,避免運(yùn)行期間計算生成常量的值。另外干旁,將常量的名字以大寫命名也可以方便區(qū)分出常量與變量
22. 不要創(chuàng)建一些不使用的對象驶沼,不要導(dǎo)入一些不使用的類
這毫無意義,如果代碼中出現(xiàn)”The value of the local variable i is not used”争群、”The import java.util is never used”回怜,那么請刪除這些無用的
23. 程序運(yùn)行過程中避免使用反射
反射是Java提供給用戶一個很強(qiáng)大的功能,功能強(qiáng)大往往意味著效率不高换薄。不建議在程序運(yùn)行過程中使用尤其是頻繁使用反射機(jī)制玉雾,特別是Method的invoke方法,如果確實有必要轻要,一種建議性的做法是將那些需要通過反射加載的類在項目啟動的時候通過反射實例化出一個對象并放入內(nèi)存—-用戶只關(guān)心和對端交互的時候獲取最快的響應(yīng)速度复旬,并不關(guān)心對端的項目啟動花多久時間。
24. 使用數(shù)據(jù)庫連接池和線程池
這兩個池都是用于重用對象的冲泥,前者可以避免頻繁地打開和關(guān)閉連接驹碍,后者可以避免頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程
25. 使用帶緩沖的輸入輸出流進(jìn)行IO操作
帶緩沖的輸入輸出流,即BufferedReader凡恍、BufferedWriter志秃、BufferedInputStream、BufferedOutputStream嚼酝,這可以極大地提升IO效率
26. 順序插入和隨機(jī)訪問比較多的場景使用ArrayList浮还,元素刪除和中間插入比較多的場景使用LinkedList這個,理解ArrayList和LinkedList的原理就知道了
27. 不要讓public方法中有太多的形參
public方法即對外提供的方法闽巩,如果給這些方法太多形參的話主要有兩點壞處:
- 違反了面向?qū)ο蟮木幊趟枷刖啵琂ava講求一切都是對象,太多的形參涎跨,和面向?qū)ο蟮木幊趟枷氩⒉黄鹾?/li>
- 參數(shù)太多勢必導(dǎo)致方法調(diào)用的出錯概率增加
至于這個”太多”指的是多少個洼冻,3、4個吧隅很。比如我們用JDBC寫一個insertStudentInfo方法撞牢,有10個學(xué)生信息字段要插如Student表中,可以把這10個參數(shù)封裝在一個實體類中外构,作為insert方法的形參普泡。
28. 字符串變量和字符串常量equals的時候?qū)⒆址A繉懺谇懊?/h3>
這是一個比較常見的小技巧了播掷,如果有以下代碼:
1String str = "123";
2if (str.equals("123")) {...}
建議修改為:
1String str = "123";
2if ("123".equals(str))
3{
4...
5}
這么做主要是可以避免空指針異常
29. 請知道审编,在java中if (i == 1)和if (1 == i)是沒有區(qū)別的,但從閱讀習(xí)慣上講歧匈,建議使用前者
平時有人問垒酬,”if (i == 1)”和”if (1== i)”有沒有區(qū)別,這就要從C/C++講起。
在C/C++中勘究,”if (i == 1)”判斷條件成立矮湘,是以0與非0為基準(zhǔn)的,0表示false口糕,非0表示true缅阳,如果有這么一段代碼:
1int i = 2;
2if (i == 1)
3
4{
5...
6}else{
7...
8}
C/C++判斷”i==1″不成立,所以以0表示景描,即false十办。但是如果:
1int i = 2;if (i = 1) { ... }else{ ... }
萬一程序員一個不小心,把”if (i == 1)”寫成”if (i = 1)”超棺,這樣就有問題了向族。在if之內(nèi)將i賦值為1,if判斷里面的內(nèi)容非0棠绘,返回的就是true了件相,但是明明i為2,比較的值是1氧苍,應(yīng)該返回的false夜矗。這種情況在C/C++的開發(fā)中是很可能發(fā)生的并且會導(dǎo)致一些難以理解的錯誤產(chǎn)生,所以候引,為了避免開發(fā)者在if語句中不正確的賦值操作侯养,建議將if語句寫為:
1int i = 2;if (1 == i) { ... }else{ ... }
這樣,即使開發(fā)者不小心寫成了”1 = i”澄干,C/C++編譯器也可以第一時間檢查出來逛揩,因為我們可以對一個變量賦值i為1,但是不能對一個常量賦值1為i麸俘。
但是辩稽,在Java中,C/C++這種”if (i = 1)”的語法是不可能出現(xiàn)的从媚,因為一旦寫了這種語法逞泄,Java就會編譯報錯”Type mismatch: cannot convert from int to boolean”。但是拜效,盡管Java的”if (i == 1)”和”if (1 == i)”在語義上沒有任何區(qū)別喷众,但是從閱讀習(xí)慣上講,建議使用前者會更好些紧憾。
30. 不要對數(shù)組使用toString()方法
看一下對數(shù)組使用toString()打印出來的是什么:
1public static void main(String[] args)
2{ int[] is = new int[]{1, 2, 3};
3System.out.println(is.toString());
4}
結(jié)果是:
1[I@18a992f
本意是想打印出數(shù)組內(nèi)容到千,卻有可能因為數(shù)組引用is為空而導(dǎo)致空指針異常。不過雖然對數(shù)組toString()沒有意義赴穗,但是對集合toString()是可以打印出集合里面的內(nèi)容的憔四,因為集合的父類AbstractCollections重寫了Object的toString()方法膀息。
31. 不要對超出范圍的基本數(shù)據(jù)類型做向下強(qiáng)制轉(zhuǎn)型
這絕不會得到想要的結(jié)果:
1public static void main(String[] args)
2{
3long l = 12345678901234L;int i = (int)l;
4System.out.println(i);
5}
我們可能期望得到其中的某幾位,但是結(jié)果卻是:
11942892530
解釋一下了赵。Java中l(wèi)ong是8個字節(jié)64位的潜支,所以12345678901234在計算機(jī)中的表示應(yīng)該是:
10000 0000 0000 0000 0000 1011 0011 1010 0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010
一個int型數(shù)據(jù)是4個字節(jié)32位的,從低位取出上面這串二進(jìn)制數(shù)據(jù)的前32位是:
10111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010
這串二進(jìn)制表示為十進(jìn)制1942892530柿汛,所以就是我們上面的控制臺上輸出的內(nèi)容冗酿。從這個例子上還能順便得到兩個結(jié)論:
- 整型默認(rèn)的數(shù)據(jù)類型是int,long l = 12345678901234L络断,這個數(shù)字已經(jīng)超出了int的范圍了已烤,所以最后有一個L,表示這是一個long型數(shù)妓羊。順便胯究,浮點型的默認(rèn)類型是double,所以定義float的時候要寫成””float f = 3.5f”
- 接下來再寫一句”int ii = l + i;”會報錯躁绸,因為long + int是一個long裕循,不能賦值給int
32. 公用的集合類中不使用的數(shù)據(jù)一定要及時remove掉
如果一個集合類是公用的(也就是說不是方法里面的屬性),那么這個集合里面的元素是不會自動釋放的净刮,因為始終有引用指向它們剥哑。所以,如果公用集合里面的某些數(shù)據(jù)不使用而不去remove掉它們淹父,那么將會造成這個公用集合不斷增大株婴,使得系統(tǒng)有內(nèi)存泄露的隱患。
33. 把一個基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)為字符串暑认,基本數(shù)據(jù)類型.toString()是最快的方式困介、String.valueOf(數(shù)據(jù))次之、數(shù)據(jù)+””最慢
把一個基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)為一般有三種方式蘸际,我有一個Integer型數(shù)據(jù)i座哩,可以使用i.toString()、String.valueOf(i)粮彤、i+””三種方式根穷,三種方式的效率如何,看一個測試:
1public static void main(String[] args)
2{
3int loopTime = 50000;
4Integer i = 0; long startTime = System.currentTimeMillis(); for (int j = 0; j < loopTime; j++)
5{
6String str = String.valueOf(i);
7}
8System.out.println("String.valueOf():" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
9startTime = System.currentTimeMillis(); for (int j = 0; j < loopTime; j++)
10{
11String str = i.toString();
12}
13System.out.println("Integer.toString():" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
14startTime = System.currentTimeMillis(); for (int j = 0; j < loopTime; j++)
15{
16String str = i + "";
17}
18System.out.println("i + \"\":" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
運(yùn)行結(jié)果為:
1String.valueOf():11ms Integer.toString():5ms i + "":25ms
所以以后遇到把一個基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)為String的時候导坟,優(yōu)先考慮使用toString()方法屿良。至于為什么,很簡單:
- String.valueOf()方法底層調(diào)用了Integer.toString()方法惫周,但是會在調(diào)用前做空判斷
- Integer.toString()方法就不說了尘惧,直接調(diào)用了
- i + “”底層使用了StringBuilder實現(xiàn),先用append方法拼接闯两,再用toString()方法獲取字符串
三者對比下來褥伴,明顯是2最快、1次之漾狼、3最慢重慢。
34. 使用最有效率的方式去遍歷Map
遍歷Map的方式有很多,通常場景下我們需要的是遍歷Map中的Key和Value逊躁,那么推薦使用的似踱、效率最高的方式是:
1public static void main(String[] args)
2{
3HashMap<String, String> hm = new HashMap<String, String>();
4hm.put("111", "222");Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = hm.entrySet();
5Iterator<Map.Entry<String, String>> iter = entrySet.iterator(); while (iter.hasNext())
6{
7Map.Entry<String, String> entry = iter.next();
8System.out.println(entry.getKey() + "\t" + entry.getValue());
9}
10}
如果你只是想遍歷一下這個Map的key值,那用”Set keySet = hm.keySet();”會比較合適一些
35. 對資源的close()建議分開操作
意思是稽煤,比如我有這么一段代碼:
1try{
2XXX.close();
3YYY.close();
4}catch (Exception e)
5{...}
建議修改為:
1try{ XXX.close(); }catch (Exception e) { ... }try{ YYY.close(); }catch (Exception e) { ... }
雖然有些麻煩核芽,卻能避免資源泄露。我想酵熙,如果沒有修改過的代碼轧简,萬一XXX.close()拋異常了,那么就進(jìn)入了cath塊中了匾二,YYY.close()不會執(zhí)行哮独,YYY這塊資源就不會回收了,一直占用著察藐,這樣的代碼一多皮璧,是可能引起資源句柄泄露的。而改為上面的寫法之后分飞,就保證了無論如何XXX和YYY都會被close掉悴务。