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Java 编程性能优化一些事儿 ( 下 )

技术杂谈 勤劳的小蚂蚁 2个月前 (02-12) 65次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码


26. 慎用异常

当创建一个异常时,需要收集一个栈跟踪(stack track),这个栈跟踪用于描述异常是在何处创建的。构建这些栈跟踪时需要为运行时栈做一份快照,正是这一部分开销很大。当需要创建一个 Exception 时,JVM 不得不说:先别动,我想就您现在的样子存一份快照,所以暂时停止入栈和出栈操作。栈跟踪不只包含运行时栈中的一两个元素,而是包含这个栈中的每一个元素。

如果您创建一个 Exception ,就得付出代价。好在捕获异常开销不大,因此可以使用 try-catch 将核心内容包起来。从技术上讲,您甚至可以随意地抛出异常,而不用花费很大的代价。招致性能损失的并不是 throw 操作——尽管在没有预先创建异常的情况下就抛出异常是有点不寻常。真正要花代价的是创建异常。幸运的是,好的编程习惯已教会我们,不应该不管三七二十一就抛出异常。异常是为异常的情况而设计的,使用时也应该牢记这一原则。

27. 尽量重用对象

特别是String对象的使用中,出现字符串连接情况时应使用StringBuffer代替,由于系统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。

28. 不要重复初始化变量

默认情况下,调用类的构造函数时,java会把变量初始化成确定的值,所有的对象被设置成null,整数变量设置成0,float和double变量设置成0.0,逻辑值设置成false。当一个类从另一个类派生时,这一点尤其应该注意,因为用new关键字创建一个对象时,构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用。 
这里有个注意,给成员变量设置初始值但需要调用其他方法的时候,最好放在一个方法比如initXXX()中,因为直接调用某方法赋值可能会因为类尚未初始化而抛空指针异常,如:public int state = this.getState();

29. 在java+Oracle的应用系统开发中,java中内嵌的SQL语言应尽量使用大写形式,以减少Oracle解析器的解析负担。

30. 在java编程过程中,进行数据库连接,I/O流操作,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。

31. 过分的创建对象会消耗系统的大量内存,严重时,会导致内存泄漏,因此,保证过期的对象的及时回收具有重要意义。JVM的GC并非十分智能,因此建议在对象使用完毕后,手动设置成null。

32. 在使用同步机制时,应尽量使用方法同步代替代码块同步。

33. 不要在循环中使用Try/Catch语句,应把Try/Catch放在循环最外层

Error是获取系统错误的类,或者说是虚拟机错误的类。不是所有的错误Exception都能获取到的,虚拟机报错Exception就获取不到,必须用Error获取。

34. 通过StringBuffer的构造函数来设定他的初始化容量,可以明显提升性能

StringBuffer的默认容量为16,当StringBuffer的容量达到最大容量时,她会将自身容量增加到当前的2倍+2,也就是2*n+2。无论何时,只要StringBuffer到达她的最大容量,她就不得不创建一个新的对象数组,然后复制旧的对象数组,这会浪费很多时间。所以给StringBuffer设置一个合理的初始化容量值,是很有必要的!  

35. 合理使用java.util.Vector

Vector与StringBuffer类似,每次扩展容量时,所有现有元素都要赋值到新的存储空间中。Vector的默认存储能力为10个元素,扩容加倍。 

vector.add(index,obj) 这个方法可以将元素obj插入到index位置,但index以及之后的元素依次都要向下移动一个位置(将其索引加 1)。 除非必要,否则对性能不利。同样规则适用于remove(int index)方法,移除此向量中指定位置的元素。将所有后续元素左移(将其索引减 1)。返回此向量中移除的元素。所以删除vector最后一个元素要比删除第1个元素开销低很多。删除所有元素最好用removeAllElements()方法。 

如果要删除vector里的一个元素可以使用 vector.remove(obj);而不必自己检索元素位置,再删除,如int index = indexOf(obj);vector.remove(index); 

38. 不用new关键字创建对象的实例 

用new关键词创建类的实例时,构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用。但如果一个对象实现了Cloneable接口,我们可以调用她的clone()方法。clone()方法不会调用任何类构造函数。 

下面是Factory模式的一个典型实现:

public static Credit getNewCredit() 
    return new Credit(); 
}

改进后的代码使用clone()方法:

private static Credit BaseCredit = new Credit(); 
public static Credit getNewCredit() 
    return (Credit)BaseCredit.clone(); 
}

39. 不要将数组声明为:public static final 

40. HaspMap的遍历

Map<String, String[]> paraMap = new HashMap<String, String[]>(); 
for( Entry<String, String[]> entry : paraMap.entrySet() ) 
    String appFieldDefId = entry.getKey(); 
    String[] values = entry.getValue(); 
}

利用散列值取出相应的Entry做比较得到结果,取得entry的值之后直接取key和value。 

41. array(数组)和ArrayList的使用 

array 数组效率最高,但容量固定,无法动态改变,ArrayList容量可以动态增长,但牺牲了效率。  

42. 单线程应尽量使用 HashMap, ArrayList,除非必要,否则不推荐使用HashTable,Vector,她们使用了同步机制,而降低了性能。

43. StringBuffer,StringBuilder的区别在于:java.lang.StringBuffer 线程安全的可变字符序列。一个类似于String的字符串缓冲区,但不能修改。StringBuilder与该类相比,通常应该优先使用StringBuilder类,因为她支持所有相同的操作,但由于她不执行同步,所以速度更快。为了获得更好的性能,在构造StringBuffer或StringBuilder时应尽量指定她的容量。当然如果不超过16个字符时就不用了。 相同情况下,使用StringBuilder比使用StringBuffer仅能获得10%~15%的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。综合考虑还是建议使用StringBuffer。

44. 尽量使用基本数据类型代替对象。  

45. 使用具体类比使用接口效率高,但结构弹性降低了,但现代IDE都可以解决这个问题。 

46. 考虑使用静态方法,如果你没有必要去访问对象的外部,那么就使你的方法成为静态方法。她会被更快地调用,因为她不需要一个虚拟函数导向表。这同事也是一个很好的实践,因为她告诉你如何区分方法的性质,调用这个方法不会改变对象的状态。 

47. 应尽可能避免使用内在的GET,SET方法。 

48.避免枚举,浮点数的使用。 

以下举几个实用优化的例子:

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);

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。

四、使用’System.arraycopy ()’代替通过来循环复制数组,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、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; 
}

六、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。

七、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’   
     } 
}

以上仅是Java方面编程时的性能优化,性能优化大部分都是在时间、效率、代码结构层次等方面的权衡,各有利弊,不要把上面内容当成教条,或许有些对我们实际工作适用,有些不适用,还望根据实际工作场景进行取舍吧,活学活用,变通为宜。

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