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Java 編程性能優化一些事兒 ( 上 )

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來源:陶邦仁 ,

my.oschina.net/xianggao/blog/77224

在JAVA程式中,性能問題的大部分原因並不在於JAVA語言,而是程式本身。養成良好的編碼習慣非常重要,能夠顯著地提升程式性能。

1. 儘量在合適的場合使用單例

使用單例可以減輕加載的負擔,縮短加載的時間,提高加載的效率,但並不是所有地方都適用於單例,簡單來說,單例主要適用於以下三個方面:

第一,控制資源的使用,通過執行緒同步來控制資源的併發訪問;

第二,控制實體的產生,以達到節約資源的目的;

第三,控制資料共享,在不建立直接關聯的條件下,讓多個不相關的行程或執行緒之間實現通信。

2. 儘量避免隨意使用靜態變數

要知道,當某個物件被定義為static變數所取用,那麼GC通常是不會回收這個物件所占有的記憶體,如

public class A{ 

   private static B b = new B(); 

}

此時靜態變數b的生命周期與A類同步,如果A類不會卸載,那麼b物件會常駐記憶體,直到程式終止。

3. 儘量避免過多過常的創建Java物件

儘量避免在經常呼叫的方法,迴圈中new物件,由於系統不僅要花費時間來創建物件,而且還要花時間對這些物件進行垃圾回收和處理,在我們可以控制的範圍內,最大限度的重用物件,最好能用基本的資料型別或陣列來替代物件。

4. 儘量使用final修飾符

帶有final修飾符的類是不可派生的。在JAVA核心API中,有許多應用final的例子,例如java.lang.String,為String類指定final防止了使用者改寫length()方法。另外,如果一個類是final的,則該類所有方法都是final的。java編譯器會尋找機會行內(inline)所有的final方法(這和具體的編譯器實現有關)。此舉能夠使性能平均提高50%。

如: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; 

}

5. 儘量使用區域性變數

呼叫方法時傳遞的引數以及在呼叫中創建的臨時變數都儲存在棧(Stack)中,速度較快。其他變數,如靜態變數,實體變數等,都在堆(Heap)中創建,速度較慢。

6. 儘量處理好包裝型別和基本型別兩者的使用場所

雖然包裝型別和基本型別在使用過程中是可以相互轉換,但它們兩者所產生的記憶體區域是完全不同的,基本型別資料產生和處理都在棧中處理,包裝型別是物件,是在堆中產生實體。在集合類物件,有物件方面需要的處理適用包裝型別,其他的處理提倡使用基本型別。

7. 慎用synchronized,儘量減小synchronize的方法

都知道,實現同步是要很大的系統開銷作為代價的,甚至可能造成死鎖,所以儘量避免無謂的同步控制。synchronize方法被呼叫時,直接會把當前物件鎖 了,在方法執行完之前其他執行緒無法呼叫當前物件的其他方法。所以synchronize的方法儘量小,並且應儘量使用方法同步代替代碼塊同步。

9. 儘量不要使用finalize方法

實際上,將資源清理放在finalize方法中完成是非常不好的選擇,由於GC的工作量很大,尤其是回收Young代記憶體時,大都會引起應用程式暫停,所以再選擇使用finalize方法進行資源清理,會導致GC負擔更大,程式運行效率更差。

10. 儘量使用基本資料型別代替物件

String str = “hello”;

上面這種方式會創建一個“hello”字串,而且JVM的字符快取池還會快取這個字串;

String str = new String(“hello”);

此時程式除創建字串外,str所取用的String物件底層還包含一個char[]陣列,這個char[]陣列依次存放了h,e,l,l,o

11. 多執行緒在未發生執行緒安全前提下應儘量使用HashMap、ArrayList

HashTable、Vector等使用了同步機制,降低了性能。

12. 儘量合理的創建HashMap

當你要創建一個比較大的hashMap時,充分利用這個建構式

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor);

避免HashMap多次進行了hash重構,擴容是一件很耗費性能的事,在預設中initialCapacity只有16,而loadFactor是 0.75,需要多大的容量,你最好能準確的估計你所需要的最佳大小,同樣的Hashtable,Vectors也是一樣的道理。

13. 儘量減少對變數的重覆計算

如:

for(int i=0;i

應該改為

for(int i=0,len=list.size();i

並且在迴圈中應該避免使用複雜的運算式,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。

14. 儘量避免不必要的創建

如:

A a = new A();

if(i==1){

    list.add(a);

}

應該改為

if(i==1){

  A a = new A();

  list.add(a);

}

15. 儘量在finally塊中釋放資源

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。

16. 儘量使用移位來代替’a/b’的操作

“/”是一個代價很高的操作,使用移位的操作將會更快和更有效

int num = a / 4;

int num = a / 8;

應該改為

int num = a >> 2;

int num = a >> 3;

但註意的是使用移位應添加註釋,因為移位操作不直觀,比較難理解

17.儘量使用移位來代替’a*b’的操作

同樣的,對於’*’操作,使用移位的操作將會更快和更有效

int num = a * 4;

int num = a * 8;

應該改為

int num = a << 2;

int num = a << 3;

18. 儘量確定StringBuffer的容量

StringBuffer 的建構式會創建一個預設大小(通常是16)的字符陣列。在使用中,如果超出這個大小,就會重新分配記憶體,創建一個更大的陣列,並將原先的陣列複製過來,再 丟棄舊的陣列。在大多數情況下,你可以在創建 StringBuffer的時候指定大小,這樣就避免了在容量不夠的時候自動增長,以提高性能。 

如:

StringBuffer buffer = new StringBuffer(1000);

19. 儘量早釋放無用物件的取用

大部分時,方法區域性取用變數所取用的物件 會隨著方法結束而變成垃圾,因此,大部分時候程式無需將區域性,取用變數顯式設為null。

例如:

Java代碼

Public void test(){ 

  Object obj = new Object(); 

  …… 

  Obj=null; 

}

上面這個就沒必要了,隨著方法test()的執行完成,程式中obj取用變數的作用域就結束了。但是如果是改成下麵:

Java代碼

Public void test(){ 

  Object obj = new Object(); 

  …… 

  Obj=null; 

  //執行耗時,耗記憶體操作;或呼叫耗時,耗記憶體的方法

  …… 

}

這時候就有必要將obj賦值為null,可以儘早的釋放對Object物件的取用。

20. 儘量避免使用二維陣列

二維資料占用的記憶體空間比一維陣列多得多,大概10倍以上。

21. 儘量避免使用split

除非是必須的,否則應該避免使用split,split由於支持正則運算式,所以效率比較低,如果是頻繁的幾十,幾百萬的呼叫將會耗費大量資源,如果確實需要頻繁的呼叫split,可以考慮使用apache的StringUtils.split(string,char),頻繁split的可以快取結果。

22. ArrayList & LinkedList

一個是線性表,一個是鏈表,一句話,隨機查詢儘量使用ArrayList,ArrayList優於LinkedList,LinkedList還要移動指標,添加刪除的操作LinkedList優於ArrayList,ArrayList還要移動資料,不過這是理論性分析,事實未必如此,重要的是理解好2者得資料結構,對症下藥。

23. 儘量使用System.arraycopy ()代替通過來迴圈複製陣列

System.arraycopy() 要比通過迴圈來複制陣列快的多

24. 儘量快取經常使用的物件

盡可能將經常使用的物件進行快取,可以使用陣列,或HashMap的容器來進行快取,但這種方式可能導致系統占用過多的快取,性能下降,推薦可以使用一些第三方的開源工具,如EhCache,Oscache進行快取,他們基本都實現了FIFO/FLU等快取演算法。

25. 儘量避免非常大的記憶體分配

有時候問題不是由當時的堆狀態造成的,而是因為分配失敗造成的。分配的記憶體塊都必須是連續的,而隨著堆越來越滿,找到較大的連續塊越來越困難。

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