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  • [Java优化] Java代码细节优化

    代码优化的目标:

    1. 减小代码的体积
    2. 提高代码的运行效率

    代码优化细节:

    • 尽量指定类、方法的final修饰符
      带有final修饰符的类是不可派生的。在Java核心API中,有很多应用final的例子,例如java.lang.String,整个类都是final的。为类指定final修饰符可以让方法不可以被重写。如果指定了一个类为fianl,则该类所有的方法都是fianl的,内联对于提升java运行效率作用重大。具体见Java运行期间优化。
    • 尽量重用对象
      特别是String对象使用,出现字符串连接时应使用StringBuilder/StringBuffer代替。由于Java虚拟机不仅要花时间生成对象,以后可能还需要花时间对这些对象进行垃圾回收和处理。因此生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响。
    • 尽可能使用局部变量
      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中,速度较快。其他变量,如静态变量、实例变量等,都在堆中创建,速度较慢。 另外,栈中创建的变量,随着方法的运行结束,这些内容就没了,不需要额外的垃圾回收。
    • 及时关闭流
      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。因为这些大对象的操作会造成系统大的开销。稍有不慎,可能会导致严重的后果。
    • 尽量减少对变量的重复计算
      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。如
      for(int i=0;i<list.size();i++){
          
      }

      替换为

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

      这样在使用list.size()时就减少了很大消耗

    • 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);
      }

      替换为

      if(i==1){
          String str="aaa";
          list.add(str);
      }
    • 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 fillnStackTrace()的本地同步方法,fillnStackTrace()方法检查堆栈,收集调用跟踪信息。只要有异常被抛出,Java虚拟机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。
    • 不要在循环中使用try...catch...,应该将其放在循环外层
      具体视情况而定
    • 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
      比如ArrayList、LinkedList、StringBuilder、StringBuffer、HashMap、HashSet等。以StringBuilder为例:
      StringBuilder()  //默认分配16个字符的空间
      StringBuilder(int size)  //默认分配size个字符的空间
      StringBuilder(String str)  //默认分配16个字符+str.length()个字符空间

      可以通过类(不仅仅是StringBuilder)的构造函数来设定它的初始容量,这样可以明显地提升性能。
        比如StringBuilder,当StringBuilder达到最大容量的时候,它将自己自身容量增减到二倍再加2,无论何时,只要StringBuilder达到它的最大容量,它就不得不创建一个新的字符数组,然后将旧的字符数组内容拷贝到新字符数组中。这一过程是十分耗费性能的一个操作。
        试想,如果预估字符数组中大概存储5000个大小的字符数组,但是不指定长度,那么最接近5000的2次幂是4096,每次扩容加的2先不管。那么
        (1)在4096的基础上,再申请8194个大小的字符数组,加起来相当于一次申请了12290个大小的字符数组,如果一开始就指定5000个大小的字符数组,就节省了一倍以上的空间。
        (2)把原来的4096个字符拷贝到新的字符数组中

        这样既浪费内存又降低代码运行效率。所以给底层数组的集合、工具类设置一个合理的初始化容量是错不了的。
      注意:像HashMap这种是数组+链表实现的集合,别把初始大小和你估计的大小设置得一样,因为一个table上只连接一个对象的可能性几乎为0,初始大小建议设置为2的N次幂,如果能估计到有2000个元素,设置成new HashMap(128)/new HashMap(256)都可以
    • 当复制大量数据时,使用System.arraycopy()命令。
    • 乘法和除法使用位移操作
      例如
      for(val=0;val<100000;val+=5){
          a=val*8;
          b=val/2;
      }    

      改为

      for(val=0;val<100000:val+=5){
          a=val<<3;
          b=val>>1;  
      }

      位移操作可能会使代码不好理解,所以最好加上注释。

    • 循环内不要不断创建对象引用
      例如
      for(int i=1;i<=coout;i++){
          Object obj = new Object();
      }

      这种做法会导致内存中有count份Object对象引用存在,count很大的话,就耗费内存了。

      修改为
      Object obj=null;
      for(int i=0li<=count;i++){
          obj=new Object();
      }

      这样就只有一份Object对象被引用,每次new Object()的时候,Object对象引用指向不同的Object罢了,但内存中只有一份。

    • 基于效率和类型检查的考虑,应该尽可能使用arry,无法确定数组大小时才使用ArrayList
    • 尽量使用HashMap、ArrayList、StringBuilder,除非线程安全需要,否则不推荐使用HashTable、Vector、StringBuffer,后三者由于同步机制而导致了性能开销。
    • 不要将数组声明为 public staticfianl
      这样毫无意义,这样只是定义了引用为static final,数组的内容还是可以随意更改的,将数组声明为public更是一个安全漏洞,这样就表示这个数组可以被外部类所改变。
    • 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合单例,单例主要适合以下情况:
      (1)控制资源的使用,通过线程同步来控制资源的并发访问。
      (2)控制实例的产生,以达到节约资源的目的。
      (3)控制数据的共享,在不建立直接关联的条件下,让多个不想关的进程或线程之间实现通信。
    • 尽量避免使用静态变量
      当某个对象被定义为static的变量所引用,那么gc通常是不会回收这个对象所占有的堆内存的,如
      public Class A{
          private static B b=new B();
      }

      此时静态变量b的生命周期和A类相同,如果A类不被卸载,那么引用B指向的B对象会常驻内存,直到程序终止。

    • 及时清除不再需要的会话
      为了清除不再需要的会话,许多应用服务器都要默认的会话超时时间,一般为30分钟。当应用服务器需要保存更多的会话时,如果内存不足,那么操作系统会把部分数据转移到磁盘,应用服务器可可能根据MRU(最近频繁使用)算法把部分不活跃的会话转储到磁盘,甚至可能抛出内存不足的异常。如果会话要被转储到磁盘,那么必须要先被序列化,在大规模集群中,对对象进行序列化的代价是很昂贵的。因此,当会话不再需要是,应当及时调用HttpSession中的invalidate()方法清除会话。
    • 实现RandomAccess接口的集合比如ArrayList,应当使用最普通的for循环而不是foreach循环来遍历
      这是JDK推荐给用户的,JDK API对于RandomAccess接口的解释是:实现RandomAccess接口用来表明其支持快速随机访问。此接口的主要目的是允许一般的算法更改其
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