Java编程中“为了性能”需要做的26件事

Love The Way You Lie 2022-07-13 15:11 114阅读 0赞

最近的机器内存又爆满了，除了新增机器内存外，还应该好好review一下我们的代码，有很多代码编写过于随意化，这些不好的习惯或对程序语言的不了解是应该好好打压打压了。下面是参考网络资源总结的一些在Java编程中尽可能要做到的一些地方。

**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：  
控制资源的使用，通过线程同步来控制资源的并发访问；  
控制实例的产生，以达到节约资源的目的；  
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的变量所引用，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。  
在集合类对象中，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。

**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。在我的博文[String、StringBuffer与StringBuilder区别][String_StringBuffer_StringBuilder]中有详细介绍。

**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，要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’a\*b’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**  
大部分时间，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和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者的数据结构，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，那么就得付出代价。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。

[String_StringBuffer_StringBuilder]: http://blog.csdn.net/eff666/article/details/52262048