Java代码性能优化总结

前言

代码优化，一个很重要的课题。可能有些人觉得没用，一些细小的地方有什么好修改的，改与不改对于代码的运行效率有什么影响呢？这个问题我是这么考虑的，就像大海里面的鲸鱼一样，它吃一条小虾米有用吗？没用，但是，吃的小虾米一多之后，鲸鱼就被喂饱了。代码优化也是一样，如果项目着眼于尽快无BUG上线，那么此时可以抓大放小，代码的细节可以不精打细磨；但是如果有足够的时间开发、维护代码，这时候就必须考虑每个可以优化的细节了，一个一个细小的优化点累积起来，对于代码的运行效率绝对是有提升的。

代码优化的目标

1、减小代码的体积

2、提高代码运行的效率

3、提高代码的可读性

代码优化细节

1、字符串变量和字符串常量equals的时候将字符串常量写在前面

这是一个比较常见的小技巧了，如果有以下代码：

String str = "123";
if (str.equals("123")) {
...
}

建议修改为：

String str = "123";
if ("123".equals(str))
{
...
}

这么做主要是可以避免空指针异常。

2、把一个基本数据类型转为字符串，基本数据类型.toString()是最快的方式、String.valueOf(数据)次之、数据+”"最慢

把一个基本数据类型转为一般有三种方式，我有一个Integer型数据i，可以使用i.toString()、String.valueOf(i)、i+”"三种方式，三种方式的效率如何，看一个测试：

public static void main(String[] args)
{ 
int loopTime = 50000;
Integer i = 0; long startTime = System.currentTimeMillis(); for (int j = 0; j < loopTime; j++)
{
String str = String.valueOf(i);
}
System.out.println("String.valueOf()：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
startTime = System.currentTimeMillis(); for (int j = 0; j < loopTime; j++)
{
String str = i.toString();
}
System.out.println("Integer.toString()：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
startTime = System.currentTimeMillis(); for (int j = 0; j < loopTime; j++)
{
String str = i + "";
}
System.out.println("i + ""：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
}

运行结果为：

String.valueOf()：11ms Integer.toString()：5ms i + ""：25ms

所以以后遇到把一个基本数据类型转为String的时候，优先考虑使用toString()方法。至于为什么，很简单：

a、String.valueOf()方法底层调用了Integer.toString()方法，但是会在调用前做空判断

b、Integer.toString()方法就不说了，直接调用了

c、i + “”底层使用了StringBuilder实现，先用append方法拼接，再用toString()方法获取字符串

三者对比下来，明显是2最快、1次之、3最慢。

3、尽量减少对变量的重复计算

明确一个概念，对方法的调用，即使方法中只有一句语句，也是有消耗的，包括创建栈帧、调用方法时保护现场、调用方法完毕时恢复现场等。所以例如下面的操作：

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

建议替换为：

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

这样，在list.size()很大的时候，就减少了很多的消耗。

4、设计API时永远不要返回空(null)数组或List

public static void main(String[] args){
    int limit =1;
    List<String> ls = getUsers(limit);
    for(String str:ls){
        System.out.println(str);
    }
}

private static List<String> getUsers(){
     //return null;直接返回null,在上面的遍历会有异常java.lang.NullPointerException
    return Collection.EMPTY_LIST;  
}

Java 的标准库设计者已经在 Collections 类中放了一个空的 List 常量 EMPTY_LIST，除此之外，还有 EMPTY_MAP, EMPTY_SET，真是贴心。

5、将字符串数组转换成逗号分隔字符串

通常会这么写：

public static void main(String[] args) {
String strs = "";
String[] arr = new String[]{"aa", "cc", "bb"}; // 转换前的字符串数组
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (String ele : arr) {
if (sb.length() > 0) {
sb.append(",");
}
sb.append(ele);
}
strs = sb.toString(); // 转换后的逗号分隔字符串
System.out.println(strs);
//aa,cc,bb
}

更简单的写法：

public static void main(String[] args) {
String[] arr = new String[]{"aa", "cc", "bb"}; // 转换前的字符串数组
String strs = String.join(",", arr); // 转换后的逗号分隔字符串
System.out.println(strs);
//aa,cc,bb
}

6、三元表达式代替if else

if(user!=null)
{
　　return true;
}else
{
　　return false;
}

建议替换为：

return user==null?false:true;

7、不可随意使用静态变量

当某个对象被定义为 static 变量，那么 GC 通常是不会回收这个对象所占有的内存。

示例如下：

public class A {
  private static B b = new B();
}

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

 8、尽量采用懒加载的策略，即在需要的时候才创建

例如：

String str = "aaa";if (i == 1)
{
list.add(str);
}

建议替换为：

if (i == 1)
{
String str = "aaa";
list.add(str);
}

 9、慎用异常

在Java开发中，经常使用try-catch进行错误捕获，但是try-catch语句对系统性能而言是非常糟糕的。虽然一次try-catch中，无法察觉到她对性能带来的损失，但是一旦try-catch语句被应用于循环或是遍历体内，就会给系统性能带来极大的伤害。 以下是一段将try-catch应用于循环体内的示例代码：

@Test
    public void test11() {

        long start = System.currentTimeMillis();
        int a = 0;
        for(int i=0;i<1000000000;i++){
            try {
                a++;
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
        long useTime = System.currentTimeMillis()-start;
        System.out.println("useTime:"+useTime);

    }

上面这段代码运行结果是：useTime:10

下面是一段将try-catch移到循环体外的代码，那么性能就提升了将近一半。如下：

@Test
    public void test(){
        long start = System.currentTimeMillis();
        int a = 0;
        try {
            for (int i=0;i<1000000000;i++){
                a++;
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        long useTime = System.currentTimeMillis()-start;
        System.out.println(useTime);
    }

useTime:6

10、使用HashMap的时候，可以指定集合的初始化大小。

例如说，HashMap里面需要存放30个元素，但是由于没有进行初始化大小操作，所以在添加元素的时候，当0.75 * size(默认16) < 30.hashmap的内部会一直在进行扩容操作，影响性能。

那么为了减少扩容操作，可以在初始化的时候将hashmap的大小设置为：已知需要存储的大小/负载因子（0.75）+1

Map<String, Object> params = new HashMap<>(41);

PS:如果能估计到待添加的内容长度，为底层以数组方式实现的集合、工具类指定初始长度:ArrayList、LinkedLlist、StringBuilder、StringBuffer、HashMap、HashSet等等

11、MyBatis中Integer型的字段 0=='' 为true 的情况确实存在，所以对于Integer型的数据应该避免 !='' 的判断。

<if test="cardType != null and cardType !='' ">
    and card_type = #{cardType,jdbcType=INTEGER}
</if>

改成

<if test="cardType != null">
    and card_type = #{cardType,jdbcType=INTEGER}
</if>

因为当cardType=0时,cardType !=''为false,所以INGEGER类型要去掉对空串的判断。

12、StringUtils工具类中:isNotEmpty与isNotBlank

1，isNotEmpty(str)等价于 str != null && str.length > 0。

2，isNotBlank(str) 等价于 str != null && str.length > 0 && str.trim().length > 0。

同理：

1，isEmpty 等价于 str == null || str.length == 0。

2，isBlank 等价于 str == null || str.length == 0 || str.trim().length == 0。

3，str.length > 0 && str.trim().length > 0 ---> str.length > 0。

 13、及时关闭流

FileInputStream fileInputStream = null;
try {
    File file = cn.hutool.core.io.FileUtil.file(filePath);
    fileInputStream = new FileInputStream(file);
    .....
} catch (FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    try {
        if (fileInputStream != null) {
            fileInputStream.close();
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

Java编程过程中，进行数据库连接、I/O流操作时务必小心，在使用完毕后，及时关闭以释放资源。因为对这些大对象的操作会造成系统大的开销，稍有不慎，将会导致严重的后果。