Java程序性能優化經驗總結

jopen 12年前發布 | 31K 次閱讀 Java Java開發

一、避免在循環條件中使用復雜表達式

在不做編譯優化的情況下,在循環中,循環條件會被反復計算,如果不使用復雜表達式,而使循環條件值不變的話,程序將會運行的更快。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、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建一個更大的數組,將原原先數組中的內容復制過來,最后,原先的數組再被回收。可見Vector容量的擴大是一個頗費時間的事。

通常,默認的10個元素大小是不夠的。你最好能準確的估計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:

自己設定初始大小。

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

三、在finally塊中關閉Stream

程序中使用到的資源應當被釋放,以避免資源泄漏。這最好在finally塊中去做。不管程序執行的結果如何,finally塊總是會執行的,以確保資源的正確關閉。

四、使用'System.arraycopy ()'代替通過來循環復制數組,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、讓訪問實例內變量的getter/setter方法變成”final”

簡單的getter/setter方法應該被置成final,這會告訴編譯器,這個方法不會被重載,所以,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、對于常量字符串,用'String' 代替 'StringBuffer'
常量字符串并不需要動態改變長度。

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,如果確定這個String不會再變的話,這將會減少運行開銷提高性能。

七、在字符串相加的時候,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'   
     }
}

=======================華麗的分割線======================

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,縮短加載的時間,提高加載的效率,但并不是所有地方都適用于單例,簡單來說,單例主要適用于以下三個方面 
第一,控制資源的使用,通過線程同步來控制資源的并發訪問 
第二,控制實例的產生,以達到節約資源的目的 
第三,控制數據共享,在不建立直接關聯的條件下,讓多個不相關的進程或線程之間實現通信 
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2.盡量避免隨意使用靜態變量 
要知道,當某個對象被定義為stataic變量所引用,那么gc通常是不會回收這個對象所占有的內存,如
public class A{ 
static B b = new B(); 

此時靜態變量b的生命周期與A類同步,如果A類不會卸載,那么b對象會常駐內存,直到程序終止。 
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3.盡量避免過多過常的創建java對象 
盡量避免在經常調用的方法,循環中new對象,由于系統不僅要花費時間來創建對象,而且還要花時間對這些對象進行垃圾回收和處理,在我們可以控制的范圍內,最 
大限度的重用對象,最好能用基本的數據類型或數組來替代對象。 
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4.盡量使用final修飾符 
帶有final修飾符的類是不可派生的。在Java核心API中,有許多應用final的例子,例如java.lang.String。為String類指定final防止了使用者覆蓋length()方法。另外,如果一個類是final的,則該類所有方法都是final的。java編譯器會尋找機會內聯(inline)所有的final方法(這和具體的編譯器實現有關)。此舉能夠使性能平均提高50%。 
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5.盡量使用局部變量 
調用方法時傳遞的參數以及在調用中創建的臨時變量都保存在棧(Stack)中,速度較快。其他變量,如靜態變量,實例變量等,都在堆(Heap)中創建,速度較慢。 
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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換,但它們兩者所產生的內存區域是完全不同的,基本類型數據產生和處理都在棧中處理,包裝類型是對象,是在堆中產生實例。 
在集合類對象,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。 
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7.慎用synchronized,盡量減小synchronize的方法 
都知道,實現同步是要很大的系統開銷作為代價的,甚至可能造成死鎖,所以盡量避免無謂的同步控制。synchronize方法被調用時,直接會把當前對象鎖了,在方法執行完之前其他線程無法調用當前對象的其他方法。所以synchronize的方法盡量小,并且應盡量使用方法同步代替代碼塊同步。 

8.盡量使用StringBuilder和StringBuffer進行字符串連接 
這個就不多講了 

9.盡量不要使用finalize方法 
實際上,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,尤其是回收Young代內存時,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,會導致GC負擔更大,程序運行效率更差。 

10.盡量使用基本數據類型代替對象 
String str = "hello"; 
上面這種方式會創建一個“hello”字符串,而且JVM的字符緩存池還會緩存這個字符串; 
String str = new String("hello"); 
此時程序除創建字符串外,str所引用的String對象底層還包含一個char[]數組,這個char[]數組依次存放了h,e,l,l,o 

11.單線程應盡量使用HashMap, ArrayList 
HashTable,Vector等使用了同步機制,降低了性能。 

12.盡量合理的創建HashMap 
當你要創建一個比較大的hashMap時,充分利用另一個構造函數 
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,而loadFactor是0.75,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,同樣的Hashtable,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++) 
并且在循環中應該避免使用復雜的表達式,在循環中,循環條件會被反復計算,如果不使用復雜表達式,而使循環條件值不變的話,程序將會運行的更快。

14.盡量避免不必要的創建 
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,以避免資源泄漏。這最好在finally塊中去做。不管程序執行的結果如何,finally塊總是會執行的,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,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,因為移位操作不直觀,比較難理解 

17.盡量使用移位來代替'ab'的操作 同樣的,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的構造器會創建一個默認大小(通常是16)的字符數組。在使用中,如果超出這個大小,就會重新分配內存,創建一個更大的數組,并將原先的數組復制過來,再丟棄舊的數組。在大多數情況下,你可以在創建 StringBuffer的時候指定大小,這樣就避免了在容量不夠的時候自動增長,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,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,因此,大部分時候程序無需將局部,引用變量顯式設為null。 
例如: 
Public void test(){ 
Object obj = new Object(); 
…… 
Obj=null; 

上面這個就沒必要了,隨著方法test()的執行完成,程序中obj引用變量的作用域就結束了。但是如果是改成下面: 
Public void test(){ 
Object obj = new Object(); 
…… 
Obj=null; 
//執行耗時,耗內存操作;或調用耗時,耗內存的方法 
…… 

這時候就有必要將obj賦值為null,可以盡早的釋放對Object對象的引用。 

20.盡量避免使用二維數組 
二維數據占用的內存空間比一維數組多得多,大概10倍以上。 

21.盡量避免使用split 
除非是必須的,否則應該避免使用split,split由于支持正則表達式,所以效率比較低,如果是頻繁的幾十,幾百萬的調用將會耗費大量資源,如果確實需要頻繁的調用split,可以考慮使用apache的StringUtils.split(string,char),頻繁split的可以緩存結果。 

22.ArrayList & LinkedList 
一個是線性表,一個是鏈表,一句話,隨機查詢盡量使用ArrayList,ArrayList優于LinkedList,LinkedList還要移動指針,添加刪除的操作LinkedList優于ArrayList,ArrayList還要移動數據,不過這是理論性分析,事實未必如此,重要的是理解好2者得數據結構,對癥下藥。 

23.盡量使用System.arraycopy ()代替通過來循環復制數組 
System.arraycopy() 要比通過循環來復制數組快的多

24.盡量緩存經常使用的對象 
盡可能將經常使用的對象進行緩存,可以使用數組,或HashMap的容器來進行緩存,但這種方式可能導致系統占用過多的緩存,性能下降,推薦可以使用一些第三方的開源工具,如EhCache,Oscache進行緩存,他們基本都實現了FIFO/FLU等緩存算法。 

25.盡量避免非常大的內存分配 
有時候問題不是由當時的堆狀態造成的,而是因為分配失敗造成的。分配的內存塊都必須是連續的,而隨著堆越來越滿,找到較大的連續塊越來越困難。 

26.慎用異常 
當創建一個異常時,需要收集一個棧跟蹤(stack track),這個棧跟蹤用于描述異常是在何處創建的。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。當需要創建一個 Exception 時,JVM 不得不說:先別動,我想就您現在的樣子存一份快照,所以暫時停止入棧和出棧操作。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。 
如果您創建一個 Exception ,就得付出代價。好在捕獲異常開銷不大,因此可以使用 try-catch 將核心內容包起來。從技術上講,您甚至可以隨意地拋出異常,而不用花費很大的代價。招致性能損失的并不是 throw 操作——盡管在沒有預先創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建異常。幸運的是,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。異常是為異常的情況而設計的,使用時也應該牢記這一原則。

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