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  • Java程序性能优化

    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); 

    参考资料:
    dov bulka, "java performance and scalability volume 1: server-side programming 
    techniques" addison wesley, isbn: 0-201-70429-3 pp.55 – 57

    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。
             
    例子:
    import java.io.*;
    public class cs {
        public static void main (string args[]) {
            cs cs = new cs ();
            cs.method ();
        }
        public void method () {
            try {
                fileinputstream fis = new fileinputstream ("cs.java");
                int count = 0;
                while (fis.read () != -1)
                    count++;
                system.out.println (count);
                fis.close ();
            } catch (filenotfoundexception e1) {
            } catch (ioexception e2) {
            }
        }
    }
             
    更正:
    在最后一个catch后添加一个finally块

    参考资料:
    peter haggar: "practical java - programming language guide".
    addison wesley, 2000, pp.77-79

    四、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。
             
    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);
        }
    }
             
    参考资料:
    http://www.cs.cmu.edu/~jch/java/speed.html

    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;
    }

    参考资料:
    warren n. and bishop p. (1999), "java in practice", p. 4-5
    addison-wesley, isbn 0-201-36065-9

    六、避免不需要的instanceof操作


    如果左边的对象的静态类型等于右边的,instanceof表达式返回永远为true。
             
    例子:         
    public class uiso {
        public uiso () {}
    }
    class dog extends uiso {
        void method (dog dog, uiso u) {
            dog d = dog;
            if (d instanceof uiso) // always true.
                system.out.println("dog is a uiso"); 
            uiso uiso = u;
            if (uiso instanceof object) // always true.
                system.out.println("uiso is an object"); 
        }
    }
             
    更正:         
    删掉不需要的instanceof操作。
             
    class dog extends uiso {
        void method () {
            dog d;
            system.out.println ("dog is an uiso");
            system.out.println ("uiso is an uiso");
        }
    }

    七、避免不需要的造型操作


    所有的类都是直接或者间接继承自object。同样,所有的子类也都隐含的“等于”其父类。那么,由子类造型至父类的操作就是不必要的了。
    例子:
    class unc {
        string _id = "unc";
    }
    class dog extends unc {
        void method () {
            dog dog = new dog ();
            unc animal = (unc)dog;  // not necessary.
            object o = (object)dog;         // not necessary.
        }
    }
             
    更正:         
    class dog extends unc {
        void method () {
            dog dog = new dog();
            unc animal = dog;
            object o = dog;
        }
    }
             
    参考资料:
    nigel warren, philip bishop: "java in practice - design styles and idioms
    for effective java".  addison-wesley, 1999. pp.22-23

    八、如果只是查找单个字符的话,用charat()代替startswith()


    用一个字符作为参数调用startswith()也会工作的很好,但从性能角度上来看,调用用string api无疑是错误的!
             
    例子:
    public class pcts {
        private void method(string s) {
            if (s.startswith("a")) { // violation
                // ...
            }
        }
    }
             
    更正         
    将startswith() 替换成charat().
    public class pcts {
        private void method(string s) {
            if (a == s.charat(0)) {
                // ...
            }
        }
    }
             
    参考资料:
    dov bulka, "java performance and scalability volume 1: server-side programming 
    techniques"  addison wesley, isbn: 0-201-70429-3

    九、使用移位操作来代替a / b操作


    "/"是一个很“昂贵”的操作,使用移位操作将会更快更有效。

    例子:
    public class sdiv {
        public static final int num = 16;
        public void calculate(int a) {
            int div = a / 4;            // should be replaced with "a >> 2".
            int div2 = a / 8;         // should be replaced with "a >> 3".
            int temp = a / 3;
        }
    }

    更正:
    public class sdiv {
        public static final int num = 16;
        public void calculate(int a) {
            int div = a >> 2;  
            int div2 = a >> 3; 
            int temp = a / 3;       // 不能转换成位移操作
        }
    }

    十、使用移位操作代替a * b


    同上。
    [i]但我个人认为,除非是在一个非常大的循环内,性能非常重要,而且你很清楚你自己在做什么,方可使用这种方法。否则提高性能所带来的程序晚读性的降低将是不合算的。

    例子:
    public class smul {
        public void calculate(int a) {
            int mul = a * 4;            // should be replaced with "a << 2".
            int mul2 = 8 * a;         // should be replaced with "a << 3".
            int temp = a * 3;
        }
    }

    更正:
    package opt;
    public class smul {
        public void calculate(int a) {
            int mul = a << 2;  
            int mul2 = a << 3; 
            int temp = a * 3;       // 不能转换
        }
    }

    十一、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   
        }
    }

    十二、不要在循环中调用synchronized(同步)方法


    方法的同步需要消耗相当大的资料,在一个循环中调用它绝对不是一个好主意。

    例子:
    import java.util.vector;
    public class syn {
        public synchronized void method (object o) {
        }
        private void test () {
            for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {
                method (vector.elementat(i));    // violation
            }
        }
        private vector vector = new vector (5, 5);
    }

    更正:
    不要在循环体中调用同步方法,如果必须同步的话,推荐以下方式:
    import java.util.vector;
    public class syn {
        public void method (object o) {
        }
    private void test () {
        synchronized{//在一个同步块中执行非同步方法
                for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {
                    method (vector.elementat(i));   
                }
            }
        }
        private vector vector = new vector (5, 5);
    }

    十三、将try/catch块移出循环


    把try/catch块放入循环体内,会极大的影响性能,如果编译jit被关闭或者你所使用的是一个不带jit的jvm,性能会将下降21%之多!
             
    例子:         
    import java.io.fileinputstream;
    public class try {
        void method (fileinputstream fis) {
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                try {                                      // violation
                    _sum += fis.read();
                } catch (exception e) {}
            }
        }
        private int _sum;
    }
             
    更正:         
    将try/catch块移出循环         
        void method (fileinputstream fis) {
            try {
                for (int i = 0; i < size; i++) {
                    _sum += fis.read();
                }
            } catch (exception e) {}
        }
             
    参考资料:
    peter haggar: "practical java - programming language guide".
    addison wesley, 2000, pp.81 – 83

    十四、对于boolean值,避免不必要的等式判断


    将一个boolean值与一个true比较是一个恒等操作(直接返回该boolean变量的值). 移走对于boolean的不必要操作至少会带来2个好处:
    1)代码执行的更快 (生成的字节码少了5个字节);
    2)代码也会更加干净 。

    例子:
    public class ueq
    {
        boolean method (string string) {
            return string.endswith ("a") == true;   // violation
        }
    }

    更正:
    class ueq_fixed
    {
        boolean method (string string) {
            return string.endswith ("a");
        }
    }

    十五、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。

    十六、用stringtokenizer 代替 indexof() 和substring()


    字符串的分析在很多应用中都是常见的。使用indexof()和substring()来分析字符串容易导致stringindexoutofboundsexception。而使用stringtokenizer类来分析字符串则会容易一些,效率也会高一些。

    例子:
    public class ust {
        void parsestring(string string) {
            int index = 0;
            while ((index = string.indexof(".", index)) != -1) {
                system.out.println (string.substring(index, string.length()));
            }
        }
    }

    参考资料:
    graig larman, rhett guthrie: "java 2 performance and idiom guide"
    prentice hall ptr, isbn: 0-13-014260-3 pp. 282 – 283

    十七、使用条件操作符替代"if (cond) return; else return;" 结构


    条件操作符更加的简捷
    例子:
    public class if {
        public int method(boolean isdone) {
            if (isdone) { 
                return 0;
            } else {
                return 10;
            }
        }
    }

    更正:
    public class if {
        public int method(boolean isdone) {
            return (isdone ? 0 : 10);
        }
    }

    十八、使用条件操作符代替"if (cond) a = b; else a = c;" 结构


    例子:
    public class ifas {
        void method(boolean istrue) {
            if (istrue) { 
                _value = 0;
            } else {
                _value = 1;
            }
        }
        private int _value = 0;
    }

    更正:
    public class ifas {
        void method(boolean istrue) {
            _value = (istrue ? 0 : 1);       // compact expression.
        }
        private int _value = 0;
    }

    十九、不要在循环体中实例化变量


    在循环体中实例化临时变量将会增加内存消耗

    例子:         
    import java.util.vector;
    public class loop {
        void method (vector v) {
            for (int i=0;i < v.size();i++) {
                object o = new object();
                o = v.elementat(i);
            }
        }
    }
             
    更正:         
    在循环体外定义变量,并反复使用         
    import java.util.vector;
    public class loop {
        void method (vector v) {
            object o;
            for (int i=0;i<v.size();i++) {
                o = v.elementat(i);
            }
        }
    }

    二十、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。

    例子:         
    public class rsbc {
        void method () {
            stringbuffer buffer = new stringbuffer(); // violation
            buffer.append ("hello");
        }
    }
             
    更正:         
    为stringbuffer提供寝大小。         
    public class rsbc {
        void method () {
            stringbuffer buffer = new stringbuffer(max);
            buffer.append ("hello");
        }
        private final int max = 100;
    }
             
    参考资料:
    dov bulka, "java performance and scalability volume 1: server-side programming 
    techniques" addison wesley, isbn: 0-201-70429-3 p.30 – 31

    二十一、尽可能的使用栈变量


    如果一个变量需要经常访问,那么你就需要考虑这个变量的作用域了。static? local?还是实例变量?访问静态变量和实例变量将会比访问局部变量多耗费2-3个时钟周期。
             
    例子:
    public class usv {
        void getsum (int[] values) {
            for (int i=0; i < value.length; i++) {
                _sum += value[i];           // violation.
            }
        }
        void getsum2 (int[] values) {
            for (int i=0; i < value.length; i++) {
                _staticsum += value[i];
            }
        }
        private int _sum;
        private static int _staticsum;
    }     
             
    更正:         
    如果可能,请使用局部变量作为你经常访问的变量。
    你可以按下面的方法来修改getsum()方法:         
    void getsum (int[] values) {
        int sum = _sum;  // temporary local variable.
        for (int i=0; i < value.length; i++) {
            sum += value[i];
        }
        _sum = sum;
    }
             
    参考资料:         
    peter haggar: "practical java - programming language guide".
    addison wesley, 2000, pp.122 – 125

    二十二、不要总是使用取反操作符(!)


    取反操作符(!)降低程序的可读性,所以不要总是使用。

    例子:
    public class dun {
        boolean method (boolean a, boolean b) {
            if (!a)
                return !a;
            else
                return !b;
        }
    }

    更正:
    如果可能不要使用取反操作符(!)

    二十三、与一个接口 进行instanceof操作


    基于接口的设计通常是件好事,因为它允许有不同的实现,而又保持灵活。只要可能,对一个对象进行instanceof操作,以判断它是否某一接口要比是否某一个类要快。

    例子:
    public class insof {
        private void method (object o) {
            if (o instanceof interfacebase) { }  // better
            if (o instanceof classbase) { }   // worse.
        }
    }

    class classbase {}
    interface interfacebase {}

     
     
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