Java程序性能优化经验总结

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一、避免在循环条件中使用复杂表达式

在不做编译优化的情况下,在循环中,循环条件会被反复计算,如果不使用复杂表达式,而使循环条件值不变的话,程序将会运行的更快。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、为'Vectors' 和 'Hashtables'定义初始大小
JVM为Vector扩充大小的时候需要重新创建一个更大的数组,将原原先数组中的内容复制过来,最后,原先的数组再被回收。可见Vector容量的扩大是一个颇费时间的事。

通常,默认的10个元素大小是不够的。你最好能准确的估计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:

自己设定初始大小。

public Vector v = new Vector(20);
public Hashtable hash = new Hashtable(10);

三、在finally块中关闭Stream

程序中使用到的资源应当被释放,以避免资源泄漏。这最好在finally块中去做。不管程序执行的结果如何,finally块总是会执行的,以确保资源的正确关闭。

四、使用'System.arraycopy ()'代替通过来循环复制数组,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、让访问实例内变量的getter/setter方法变成”final”

简单的getter/setter方法应该被置成final,这会告诉编译器,这个方法不会被重载,所以,可以变成”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、对于常量字符串,用'String' 代替 'StringBuffer'
常量字符串并不需要动态改变长度。

例子:

public class USC {
String method () {
StringBuffer s = new StringBuffer ("Hello");
String t = s + "World!";
return t;
}
}

更正:

把StringBuffer换成String,如果确定这个String不会再变的话,这将会减少运行开销提高性能。

七、在字符串相加的时候,使用 ' ' 代替 " ",如果该字符串只有一个字符的话

例子:

public class STR {
public void method(String s) {
String string = s + "d"   // violation.
string = "abc" + "d"
// violation.
}
}

更正:

将一个字符的字符串替换成' '

public class STR {
public void method(String s) {
String string = s + 'd'
string = "abc" + 'd'
}
}

=======================华丽的分割线======================

1.尽量在合适的场合使用单例 
使用单例可以减轻加载的负担,缩短加载的时间,提高加载的效率,但并不是所有地方都适用于单例,简单来说,单例主要适用于以下三个方面 
第一,控制资源的使用,通过线程同步来控制资源的并发访问 
第二,控制实例的产生,以达到节约资源的目的 
第三,控制数据共享,在不建立直接关联的条件下,让多个不相关的进程或线程之间实现通信 
-

2.尽量避免随意使用静态变量 
要知道,当某个对象被定义为stataic变量所引用,那么gc通常是不会回收这个对象所占有的内存,如
public class A{ 
static B b = new B(); 

此时静态变量b的生命周期与A类同步,如果A类不会卸载,那么b对象会常驻内存,直到程序终止。 
-

3.尽量避免过多过常的创建java对象 
尽量避免在经常调用的方法,循环中new对象,由于系统不仅要花费时间来创建对象,而且还要花时间对这些对象进行垃圾回收和处理,在我们可以控制的范围内,最 
大限度的重用对象,最好能用基本的数据类型或数组来替代对象。 
-

4.尽量使用final修饰符 
带有final修饰符的类是不可派生的。在Java核心API中,有许多应用final的例子,例如java.lang.String。为String类指定final防止了使用者覆盖length()方法。另外,如果一个类是final的,则该类所有方法都是final的。java编译器会寻找机会内联(inline)所有的final方法(这和具体的编译器实现有关)。此举能够使性能平均提高50%。 
-

5.尽量使用局部变量 
调用方法时传递的参数以及在调用中创建的临时变量都保存在栈(Stack)中,速度较快。其他变量,如静态变量,实例变量等,都在堆(Heap)中创建,速度较慢。 
-

6.尽量处理好包装类型和基本类型两者的使用场所 
虽然包装类型和基本类型在使用过程中是可以相互转换,但它们两者所产生的内存区域是完全不同的,基本类型数据产生和处理都在栈中处理,包装类型是对象,是在堆中产生实例。 
在集合类对象,有对象方面需要的处理适用包装类型,其他的处理提倡使用基本类型。 
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7.慎用synchronized,尽量减小synchronize的方法 
都知道,实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制。synchronize方法被调用时,直接会把当前对象锁了,在方法执行完之前其他线程无法调用当前对象的其他方法。所以synchronize的方法尽量小,并且应尽量使用方法同步代替代码块同步。 

8.尽量使用StringBuilder和StringBuffer进行字符串连接 
这个就不多讲了 

9.尽量不要使用finalize方法 
实际上,将资源清理放在finalize方法中完成是非常不好的选择,由于GC的工作量很大,尤其是回收Young代内存时,大都会引起应用程序暂停,所以再选择使用finalize方法进行资源清理,会导致GC负担更大,程序运行效率更差。 

10.尽量使用基本数据类型代替对象 
String str = "hello"; 
上面这种方式会创建一个“hello”字符串,而且JVM的字符缓存池还会缓存这个字符串; 
String str = new String("hello"); 
此时程序除创建字符串外,str所引用的String对象底层还包含一个char[]数组,这个char[]数组依次存放了h,e,l,l,o 

11.单线程应尽量使用HashMap, ArrayList 
HashTable,Vector等使用了同步机制,降低了性能。 

12.尽量合理的创建HashMap 
当你要创建一个比较大的hashMap时,充分利用另一个构造函数 
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) 
避免HashMap多次进行了hash重构,扩容是一件很耗费性能的事,在默认中initialCapacity只有16,而loadFactor是0.75,需要多大的容量,你最好能准确的估计你所需要的最佳大小,同样的Hashtable,Vectors也是一样的道理。 

13.尽量减少对变量的重复计算 
如 
for(int i=0;i<list.size();i++) 
应该改为 
for(int i=0,len=list.size();i<len;i++) 
并且在循环中应该避免使用复杂的表达式,在循环中,循环条件会被反复计算,如果不使用复杂表达式,而使循环条件值不变的话,程序将会运行的更快。

14.尽量避免不必要的创建 
如 
A a = new A(); 
if(i==1){list.add(a);} 
应该改为 
if(i==1){ 
A a = new A(); 
list.add(a);} 

15.尽量在finally块中释放资源 
程序中使用到的资源应当被释放,以避免资源泄漏。这最好在finally块中去做。不管程序执行的结果如何,finally块总是会执行的,以确保资源的正确关闭。

16.尽量使用移位来代替'a/b'的操作 
"/"是一个代价很高的操作,使用移位的操作将会更快和更有效 
如 
int num = a / 4; 
int num = a / 8; 
应该改为 
int num = a >> 2; 
int num = a >> 3; 
但注意的是使用移位应添加注释,因为移位操作不直观,比较难理解 

17.尽量使用移位来代替'ab'的操作 同样的,对于''操作,使用移位的操作将会更快和更有效 
如 
int num = a * 4; 
int num = a * 8; 
应该改为 
int num = a << 2; 
int num = a << 3; 

18.尽量确定StringBuffer的容量 
StringBuffer的构造器会创建一个默认大小(通常是16)的字符数组。在使用中,如果超出这个大小,就会重新分配内存,创建一个更大的数组,并将原先的数组复制过来,再丢弃旧的数组。在大多数情况下,你可以在创建 StringBuffer的时候指定大小,这样就避免了在容量不够的时候自动增长,以提高性能。
如:StringBuffer buffer = new StringBuffer(1000);

19.尽量早释放无用对象的引用 
大部分时,方法局部引用变量所引用的对象 会随着方法结束而变成垃圾,因此,大部分时候程序无需将局部,引用变量显式设为null。 
例如: 
Public void test(){ 
Object obj = new Object(); 
…… 
Obj=null; 

上面这个就没必要了,随着方法test()的执行完成,程序中obj引用变量的作用域就结束了。但是如果是改成下面: 
Public void test(){ 
Object obj = new Object(); 
…… 
Obj=null; 
//执行耗时,耗内存操作;或调用耗时,耗内存的方法 
…… 

这时候就有必要将obj赋值为null,可以尽早的释放对Object对象的引用。 

20.尽量避免使用二维数组 
二维数据占用的内存空间比一维数组多得多,大概10倍以上。 

21.尽量避免使用split 
除非是必须的,否则应该避免使用split,split由于支持正则表达式,所以效率比较低,如果是频繁的几十,几百万的调用将会耗费大量资源,如果确实需要频繁的调用split,可以考虑使用apache的StringUtils.split(string,char),频繁split的可以缓存结果。 

22.ArrayList & LinkedList 
一个是线性表,一个是链表,一句话,随机查询尽量使用ArrayList,ArrayList优于LinkedList,LinkedList还要移动指针,添加删除的操作LinkedList优于ArrayList,ArrayList还要移动数据,不过这是理论性分析,事实未必如此,重要的是理解好2者得数据结构,对症下药。 

23.尽量使用System.arraycopy ()代替通过来循环复制数组 
System.arraycopy() 要比通过循环来复制数组快的多

24.尽量缓存经常使用的对象 
尽可能将经常使用的对象进行缓存,可以使用数组,或HashMap的容器来进行缓存,但这种方式可能导致系统占用过多的缓存,性能下降,推荐可以使用一些第三方的开源工具,如EhCache,Oscache进行缓存,他们基本都实现了FIFO/FLU等缓存算法。 

25.尽量避免非常大的内存分配 
有时候问题不是由当时的堆状态造成的,而是因为分配失败造成的。分配的内存块都必须是连续的,而随着堆越来越满,找到较大的连续块越来越困难。 

26.慎用异常 
当创建一个异常时,需要收集一个栈跟踪(stack track),这个栈跟踪用于描述异常是在何处创建的。构建这些栈跟踪时需要为运行时栈做一份快照,正是这一部分开销很大。当需要创建一个 Exception 时,JVM 不得不说:先别动,我想就您现在的样子存一份快照,所以暂时停止入栈和出栈操作。栈跟踪不只包含运行时栈中的一两个元素,而是包含这个栈中的每一个元素。 
如果您创建一个 Exception ,就得付出代价。好在捕获异常开销不大,因此可以使用 try-catch 将核心内容包起来。从技术上讲,您甚至可以随意地抛出异常,而不用花费很大的代价。招致性能损失的并不是 throw 操作——尽管在没有预先创建异常的情况下就抛出异常是有点不寻常。真正要花代价的是创建异常。幸运的是,好的编程习惯已教会我们,不应该不管三七二十一就抛出异常。异常是为异常的情况而设计的,使用时也应该牢记这一原则。

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