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Java 編程性能優化一些事兒 ( 下 )

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來源:陶邦仁 ,

my.oschina.net/xianggao/blog/77224

26. 慎用異常

當創建一個異常時,需要收集一個棧跟蹤(stack track),這個棧跟蹤用於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,您甚至可以隨意地丟擲異常,而不用花費很大的代價。招致性能損失的並不是 throw 操作——儘管在沒有預先創建異常的情況下就丟擲異常是有點不尋常。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丟擲異常。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。

27. 儘量重用物件

特別是String物件的使用中,出現字串連接情況時應使用StringBuffer代替,由於系統不僅要花時間生成物件,以後可能還需要花時間對這些物件進行垃圾回收和處理。因此生成過多的物件將會給程式的性能帶來很大的影響。

28. 不要重覆初始化變數

預設情況下,呼叫類的建構式時,java會把變數初始化成確定的值,所有的物件被設置成null,整數變數設置成0,float和double變數設置成0.0,邏輯值設置成false。當一個類從另一個類派生時,這一點尤其應該註意,因為用new關鍵字創建一個物件時,建構式鏈中的所有建構式都會被自動呼叫。 

這裡有個註意,給成員變數設置初始值但需要呼叫其他方法的時候,最好放在一個方法比如initXXX()中,因為直接呼叫某方法賦值可能會因為類尚未初始化而拋空指標異常,如:public int state = this.getState();

29. 在java+Oracle的應用系統開發中,java中內嵌的SQL語言應儘量使用大寫形式,以減少Oracle解析器的解析負擔。

30. 在java編程過程中,進行資料庫連接,I/O流操作,在使用完畢後,及時關閉以釋放資源。因為對這些大物件的操作會造成系統大的開銷。

31. 過分的創建物件會消耗系統的大量記憶體,嚴重時,會導致記憶體泄漏,因此,保證過期的物件的及時回收具有重要意義。JVM的GC並非十分智慧,因此建議在物件使用完畢後,手動設置成null。

32. 在使用同步機制時,應儘量使用方法同步代替代碼塊同步。

33. 不要在迴圈中使用Try/Catch陳述句,應把Try/Catch放在迴圈最外層

Error是獲取系統錯誤的類,或者說是虛擬機錯誤的類。不是所有的錯誤Exception都能獲取到的,虛擬機報錯Exception就獲取不到,必須用Error獲取。

34. 通過StringBuffer的建構式來設定他的初始化容量,可以明顯提升性能

StringBuffer的預設容量為16,當StringBuffer的容量達到最大容量時,她會將自身容量增加到當前的2倍+2,也就是2*n+2。無論何時,只要StringBuffer到達她的最大容量,她就不得不創建一個新的物件陣列,然後複製舊的物件陣列,這會浪費很多時間。所以給StringBuffer設置一個合理的初始化容量值,是很有必要的!  

35. 合理使用java.util.Vector

Vector與StringBuffer類似,每次擴展容量時,所有現有元素都要賦值到新的儲存空間中。Vector的預設儲存能力為10個元素,擴容加倍。 

vector.add(index,obj) 這個方法可以將元素obj插入到index位置,但index以及之後的元素依次都要向下移動一個位置(將其索引加 1)。 除非必要,否則對性能不利。同樣規則適用於remove(int index)方法,移除此向量中指定位置的元素。將所有後續元素左移(將其索引減 1)。傳回此向量中移除的元素。所以刪除vector最後一個元素要比刪除第1個元素開銷低很多。刪除所有元素最好用removeAllElements()方法。 

如果要刪除vector里的一個元素可以使用 vector.remove(obj);而不必自己檢索元素位置,再刪除,如int index = indexOf(obj);vector.remove(index); 

38. 不用new關鍵字創建物件的實體 

用new關鍵詞創建類的實體時,建構式鏈中的所有建構式都會被自動呼叫。但如果一個物件實現了Cloneable接口,我們可以呼叫她的clone()方法。clone()方法不會呼叫任何類建構式。 

下麵是Factory樣式的一個典型實現:

public static Credit getNewCredit() 

    return new Credit(); 

}

改進後的代碼使用clone()方法:

private static Credit BaseCredit = new Credit(); 

public static Credit getNewCredit() 

    return (Credit)BaseCredit.clone(); 

}

39. 不要將陣列宣告為:public static final 

40. HaspMap的遍歷

Map paraMap = new HashMap(); 

for( Entry entry : paraMap.entrySet() ) 

    String appFieldDefId = entry.getKey(); 

    String[] values = entry.getValue(); 

}

利用散列值取出相應的Entry做比較得到結果,取得entry的值之後直接取key和value。 

41. array(陣列)和ArrayList的使用 

array 陣列效率最高,但容量固定,無法動態改變,ArrayList容量可以動態增長,但犧牲了效率。  

42. 單執行緒應儘量使用 HashMap, ArrayList,除非必要,否則不推薦使用HashTable,Vector,她們使用了同步機制,而降低了性能。

43. StringBuffer,StringBuilder的區別在於:java.lang.StringBuffer 執行緒安全的可變字符序列。一個類似於String的字串緩衝區,但不能修改。StringBuilder與該類相比,通常應該優先使用StringBuilder類,因為她支持所有相同的操作,但由於她不執行同步,所以速度更快。為了獲得更好的性能,在構造StringBuffer或StringBuilder時應儘量指定她的容量。當然如果不超過16個字符時就不用了。 相同情況下,使用StringBuilder比使用StringBuffer僅能獲得10%~15%的性能提升,但卻要冒多執行緒不安全的風險。綜合考慮還是建議使用StringBuffer。

44. 儘量使用基本資料型別代替物件。  

45. 使用具體類比使用接口效率高,但結構彈性降低了,但現代IDE都可以解決這個問題。 

46. 考慮使用靜態方法,如果你沒有必要去訪問物件的外部,那麼就使你的方法成為靜態方法。她會被更快地呼叫,因為她不需要一個虛擬函式導向表。這同事也是一個很好的實踐,因為她告訴你如何區分方法的性質,呼叫這個方法不會改變物件的狀態。 

47. 應盡可能避免使用內在的GET,SET方法。 

48.避免列舉,浮點數的使用。 

以下舉幾個實用優化的例子:

一、避免在迴圈條件中使用複雜運算式

在不做編譯優化的情況下,在迴圈中,迴圈條件會被反覆計算,如果不使用複雜運算式,而使迴圈條件值不變的話,程式將會運行的更快。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陣列,將原原先陣列中的內容複製過來,最後,原先的陣列再被回收。可見Vector容量的擴大是一個頗費時間的事。

通常,預設的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

程式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。不管程式執行的結果如何,finally塊總是會執行的,以確保資源的正確關閉。

四、使用’System.arraycopy ()’代替通過來迴圈複製陣列,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、讓訪問實體內變數的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,這個方法不會被多載,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、對於常量字串,用’String’ 代替 ‘StringBuffer’ 

常量字串並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、在字串相加的時候,使用 ‘ ‘ 代替 ” “,如果該字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:

將一個字符的字串替換成’ ‘

public class STR { 

     public void method(String s) { 

         String string = s + ‘d’ 

         string = “abc” + ‘d’   

     } 

}

以上僅是Java方面編程時的性能優化,性能優化大部分都是在時間、效率、代碼結構層次等方面的權衡,各有利弊,不要把上面內容當成教條,或許有些對我們實際工作適用,有些不適用,還望根據實際工作場景進行取捨吧,活學活用,變通為宜。

上篇:Java 編程性能優化一些事兒 ( 上 )

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