Java_代码优化

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性能优化（通用）

一、通用篇

　　“通用篇”讨论的问题适合于大多数Java应用。

　　1.1 不用new关键词创建类的实例

　　用new关键词创建类的实例时，构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用。但如果一个对象实现了Cloneable接口，我们可以调用它的clone()方法。clone()方法不会调用任何类构造函数。

　　在使用设计模式(Design Pattern)的场合，如果用Factory模式创建对象，则改用clone()方法创建新的对象实例非常简单。例如，下面是Factory模式的一个典型实现：

　　public static Credit getNewCredit(){

　　　return new Credit();

　　}

　　改进后的代码使用clone()方法，如下所示：

    private static Credit BaseCredit = new Credit();

　　public static Credit getNewCredit() {

　　　return (Credit) BaseCredit.clone();

　　}

　　上面的思路对于数组处理同样很有用。

 

　　1.2 使用非阻塞I/O

　　版本较低的JDK不支持非阻塞I/O API。为避免I/O阻塞，一些应用采用了创建大量线程的办法(在较好的情况下，会使用一个缓冲池)。这种技术可以在许多必须支持并发I/O流的应用中见到，如Web服务器、报价和拍卖应用等。然而，创建Java线程需要相当可观的开销。

　　JDK 1.4引入了非阻塞的I/O库(java.nio)。如果应用要求使用版本较早的JDK，在这里有一个支持非阻塞I/O的软件包。

 

　　1.3 慎用异常

　　异常对性能不利。抛出异常首先要创建一个新的对象。Throwable接口的构造函数调用名为fillInStackTrace()的本地 (Native)方法，fillInStackTrace()方法检查堆栈，收集调用跟踪信息。只要有异常被抛出，VM就必须调整调用堆栈，因为在处理过程中创建了一个新的对象。

　　异常只能用于错误处理，不应该用来控制程序流程。

 

　　1.4 不要重复初始化变量

　　默认情况下，调用类的构造函数时， Java会把变量初始化成确定的值：所有的对象被设置成null，整数变量(byte、short、int、long)设置成0，float和 double变量设置成0.0，逻辑值设置成false。当一个类从另一个类派生时，这一点尤其应该注意，因为用new关键词创建一个对象时，构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用。

 

　　1.5 尽量指定类的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防止了人们覆盖length()方法。

　　另外，如果指定一个类为final，则该类所有的方法都是final。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%。

 

　　1.6 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。另外，依赖于具体的编译器/JVM，局部变量还可能得到进一步优化。请参见《尽可能使用堆栈变量》。

 

　　1.7 乘法和除法

　　考虑下面的代码：

　　for (val = 0; val < 100000; val +=5){

　　　alterX = val * 8;

　　　myResult = val * 2;

　　}

　　用移位操作替代乘法操作可以极大地提高性能。下面是修改后的代码：

　　for (val = 0; val < 100000; val += 5){

　　　alterX = val << 3;

　　　myResult = val << 1;

　　}

　　修改后的代码不再做乘以8的操作，而是改用等价的左移3位操作，每左移1位相当于乘以2。相应地，右移1位操作相当于除以2。值得一提的是，虽然移位操作速度快，但可能使代码比较难于理解，所以最好加上一些注释。

 

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Java编程中写出好代码的建议

最近在做应用的性能优化，在review代码的过程中积累了一些规则和经验。做到这些规则的目的很简单，就是写出“优美”的代码来。

 

1、注释尽可能全面

对于方法的注释应该包含详细的入参和结果说明，有异常抛出的情况也要详细叙述；类的注释应该包含类的功能说明、作者和修改者。

 

2、多次使用的相同变量最好归纳成常量

多处使用的相同值的变量应该尽量归纳为一个常量，方便日后的维护。

 

3、尽量少的在循环中执行方法调用

尽量在循环中少做一些可避免的方法调用，这样可以节省方法栈的创建。例如：

for(int i=0;i<list.size();i++){  

  System.out.println(i);  

} 

可以修改为：

for(int i=0,size=list.size();i<size;i++){  

  System.out.println(i);  

} 

 

4、常量的定义可以放到接口中

在Java中，接口里只允许存在常量，因此把常量放到接口中声明就可以省去public static final这几个关键词。

 

5、ArrayList和LinkedList的选择

这个问题比较常见。通常程序员最好能够对list的使用场景做出评估，然后根据特性作出选择。ArrayList底层是使用数组实现的，因此随机读取数据会比LinkedList快很多，而LinkedList是使用链表实现的，新增和删除数据的速度比ArrayList快不少。

 

6、String，StringBuffer和StringBuilder

这个问题也比较常见。在进行字符串拼接处理的时候，String通常会产生多个对象，而且将多个值缓存到常量池中。例如：

String a="a";  

String b="b";  

a=a+b; 

这种情况下jvm会产生"a","b","ab"三个对象。而且字符串拼接的性能也很低。因此通常需要做字符串处理的时候尽量采用StringBuffer和StringBuilder来。

 

7、包装类和基本类型的选择

在代码中，如果可以使用基本数据类型来做局部变量类型的话尽量使用基本数据类型，因为基本类型的变量是存放在栈中的，包装类的变量是在堆中，栈的操作速度比堆快很多。

 

8、尽早的将不再使用的变量引用赋给null

这样做可以帮助jvm更快的进行内存回收。当然很多人其实对这种做法并不感冒。

 

9、在finally块中对资源进行释放

典型的场景是使用io流的时候，不论是否出现异常最后都应该在finally中对流进行关闭。

 

10、在HashMap中使用一个Object作为key时要注意如何区分Object是否相同

在jdk的HashMap实现中，判断两个Object类型的key是否相同的标准是hashcode是否相同和equals方法的返回值。如果业务上需要对两个数据相同的内存对象当作不同的key存储到hashmap中就要对hashcode和equals方法进行覆盖。

 

 

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让Java代码跑得更快

本文简单介绍一下在写代码过程中用到的一些让JAVA代码更高效的技巧。

 

1,将一些系统资源放在池中,如数据库连接,线程等.在standalone的应用中,数据库连接池可以使用一些开源的连接池实现,如C3P0,proxool和DBCP等,在运行在容器中的应用这可以使用服务器提供的DataSource.线程池可以使用JDK本身就提供的java.util.concurrent.ExecutorService.

 

import java.util.concurrent.Executors;  

import java.util.concurrent.ExecutorService;  

public class JavaThreadPool {  

    public static void main(String[] args) {  

    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);  

      

    Thread t1 = new MyThread();  

    Thread t2 = new MyThread();  

    Thread t3 = new MyThread();  

    Thread t4 = new MyThread();  

    Thread t5 = new MyThread();  

 

    pool.execute(t1);  

    pool.execute(t2);  

    pool.execute(t3);  

    pool.execute(t4);  

 

    pool.shutdown();  

    }  

}  

 

class MyThread extends Thread {  

    public void run() {  

    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "running....");  

    }  

}  

2,减少网络开销,在和数据库或者远程服务交互的时候,尽量将多次调用合并到一次调用中。

 

3,将经常访问的外部资源cache到内存中,简单的可以使用static的hashmap在应用启动的时候加载,也可以使用一些开源的cache框架,如OSCache和Ehcache等.和资源的同步可以考虑定期轮询和外部资源更新时候主动通知.或者在自己写的代码中留出接口(命令方式或者界面方式)共手动同步。

 

4,优化IO操作,JAVA操作文件的时候分InputStream and OutputStream,Reader and Writer两类,stream的方式要快,后者主要是为了操作字符而用的,在字符仅仅是ASCII的时候可以用stream的方式提高效率.JDK1.4之后的nio比io的效率更好。

OutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("d:/temp/test.txt")));              

out.write("abcde".getBytes());        

out.flush();  

out.close(); 

利用BufferedInputStream,BufferedOutputStream,BufferedReader,BufferedWriter减少对磁盘的直接访问次数。

FileReader fr = new FileReader(f);  

BufferedReader br = new BufferedReader(fr);  

while (br.readLine() != null) count++; 

 

5不要频繁的new对象,对于在整个应用中只需要存在一个实例的类使用单例模式.对于String的连接操作,使用StringBuffer或者StringBuilder.对于utility类型的类通过静态方法来访问。

 

6,避免使用错误的方式,如Exception可以控制方法推出,但是Exception要保留stacktrace消耗性能,除非必要不要使用instanceof做条件判断,尽量使用比的条件判断方式.使用JAVA中效率高的类,比如ArrayList比Vector性能好。

 

7,对性能的考虑要在系统分析和设计之初就要考虑。

总之,一个系统运行时的性能,无非是从CPU,Memory和IO这三个主要方面来考虑优化.减少不必要的CPU消耗,减少不必要的IO操作,增加Memory利用效率。