Java编程中“为了性能”尽量要做到的一些地方

从此安心潜水被占用 2012-08-15 09:45:39
刚刚看到一篇很好的文章,仔细一看,我犯了其中的很多忌讳,拿出来和大家分享一下,同时欢迎各位补充,或者你的相同的经历,留给后来者的经验,欢迎分享


Java编程中“为了性能”尽量要做到的一些地方
分类: java规范 2012-08-15 09:40 2人阅读 评论(0) 收藏 编辑 删除
2012年8月15日

摘自:http://www.cnblogs.com/dzly/archive/2012/3/11.html

Java编程中“为了性能”尽量要做到的一些地方

最近的机器内存又爆满了,除了新增机器内存外,还应该好好review一下我们的代码,有很多代码编写过于随意化,这些不好的习惯或对程序语言的不了解是应该好好打压打压了。


下面是参考网络资源总结的一些在Java编程中尽可能要做到的一些地方。

1. 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用于单例,简单来说,单例主要适用于以下三个方面:
第一,控制资源的使用,通过线程同步来控制资源的并发访问;
第二,控制实例的产生,以达到节约资源的目的;
第三,控制数据共享,在不建立直接关联的条件下,让多个不相关的进程或线程之间实现通信。

2. 尽量避免随意使用静态变量

要知道,当某个对象被定义为stataic变量所引用,那么gc通常是不会回收这个对象所占有的内存,如

1 public class A{
2 static B b = new B();
3 }

此时静态变量b的生命周期与A类同步,如果A类不会卸载,那么b对象会常驻内存,直到程序终止。

3. 尽量避免过多过常的创建Java对象

尽量避免在经常调用的方法,循环中new对象,由于系统不仅要花费时间来创建对象,而且还要花时间对这些对象进行垃圾回收和处理,在我们可以控制的范围内,最大限度的重用对象,最好能用基本的数据类型或数组来替代对象。

4. 尽量使用final修饰符

带有final修饰符的类是不可派生的。在Java核心API中,有许多应用final的例子,例如java.lang.String。为String类指定final防止了使用者覆盖length()方法。另外,如果一个类是final的,则该类所有方法都是final的。Java编译器会寻找机会内联(inline)所有的final方法(这和具体的编译器实现有关)。此举能够使性能平均提高50%。

5. 尽量使用局部变量

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(Stack)中,速度较快。其他变量,如静态变量、实例变量等,都在堆(Heap)中创建,速度较慢。

6. 尽量处理好包装类型和基本类型两者的使用场所

虽然包装类型和基本类型在使用过程中是可以相互转换,但它们两者所产生的内存区域是完全不同的,基本类型数据产生和处理都在栈中处理,包装类型是对象,是在堆中产生实例。
在集合类对象,有对象方面需要的处理适用包装类型,其他的处理提倡使用基本类型。

7. 慎用synchronized,尽量减小synchronize的方法

都知道,实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制。synchronize方法被调用时,直接会把当前对象锁 了,在方法执行完之前其他线程无法调用当前对象的其他方法。所以synchronize的方法尽量小,并且应尽量使用方法同步代替代码块同步。

8. 尽量使用StringBuilder和StringBuffer进行字符串连接

这个就不多讲了。

9. 尽量不要使用finalize方法

实际上,将资源清理放在finalize方法中完成是非常不好的选择,由于GC的工作量很大,尤其是回收Young代内存时,大都会引起应用程序暂停,所以再选择使用finalize方法进行资源清理,会导致GC负担更大,程序运行效率更差。

10. 尽量使用基本数据类型代替对象

String str = "hello";
上面这种方式会创建一个“hello”字符串,而且JVM的字符缓存池还会缓存这个字符串;
String str = new String("hello");
此时程序除创建字符串外,str所引用的String对象底层还包含一个char[]数组,这个char[]数组依次存放了h,e,l,l,o

11. 单线程应尽量使用HashMap、ArrayList

HashTable、Vector等使用了同步机制,降低了性能。

12. 尽量合理的创建HashMap

当你要创建一个比较大的hashMap时,充分利用另一个构造函数
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)
避免HashMap多次进行了hash重构,扩容是一件很耗费性能的事,在默认中initialCapacity只有16,而loadFactor是 0.75,需要多大的容量,你最好能准确的估计你所需要的最佳大小,同样的Hashtable,Vectors也是一样的道理。

13. 尽量减少对变量的重复计算


for(int i=0;i<list.size();i++)
应该改为
for(int i=0,len=list.size();i<len;i++)
并且在循环中应该避免使用复杂的表达式,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。

14. 尽量避免不必要的创建


A a = new A();
if(i==1){list.add(a);}
应该改为
if(i==1){
A a = new A();
list.add(a);}

15. 尽量在finally块中释放资源

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。

16. 尽量使用移位来代替'a/b'的操作

"/"是一个代价很高的操作,使用移位的操作将会更快和更有效

int num = a / 4;
int num = a / 8;
应该改为
int num = a >> 2;
int num = a >> 3;
但注意的是使用移位应添加注释,因为移位操作不直观,比较难理解

17.尽量使用移位来代替'a*b'的操作

同样的,对于'*'操作,使用移位的操作将会更快和更有效

int num = a * 4;
int num = a * 8;
应该改为
int num = a << 2;
int num = a << 3;

18. 尽量确定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。
如:StringBuffer buffer = new StringBuffer(1000);

19. 尽量早释放无用对象的引用

大部分时,方法局部引用变量所引用的对象 会随着方法结束而变成垃圾,因此,大部分时候程序无需将局部,引用变量显式设为null。
例如:

1 Public void test(){
2 Object obj = new Object();
3 ……
4 Obj=null;
5 }

上面这个就没必要了,随着方法test()的执行完成,程序中obj引用变量的作用域就结束了。但是如果是改成下面:

1 Public void test(){
2 Object obj = new Object();
3 ……
4 Obj=null;
5 //执行耗时,耗内存操作;或调用耗时,耗内存的方法
6 ……
7 }

这时候就有必要将obj赋值为null,可以尽早的释放对Object对象的引用。

20. 尽量避免使用二维数组

二维数据占用的内存空间比一维数组多得多,大概10倍以上。

21. 尽量避免使用split

除非是必须的,否则应该避免使用split,split由于支持正则表达式,所以效率比较低,如果是频繁的几十,几百万的调用将会耗费大量资源,如果确实需 要频繁的调用split,可以考虑使用apache的StringUtils.split(string,char),频繁split的可以缓存结果。

22. ArrayList & LinkedList

一 个是线性表,一个是链表,一句话,随机查询尽量使用ArrayList,ArrayList优于LinkedList,LinkedList还要移动指 针,添加删除的操作LinkedList优于ArrayList,ArrayList还要移动数据,不过这是理论性分析,事实未必如此,重要的是理解好2 者得数据结构,对症下药。

23. 尽量使用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

24. 尽量缓存经常使用的对象

尽可能将经常使用的对象进行缓存,可以使用数组,或HashMap的容器来进行缓存,但这种方式可能导致系统占用过多的缓存,性能下降,推荐可以使用一些第三方的开源工具,如EhCache,Oscache进行缓存,他们基本都实现了FIFO/FLU等缓存算法。

25. 尽量避免非常大的内存分配

有时候问题不是由当时的堆状态造成的,而是因为分配失败造成的。分配的内存块都必须是连续的,而随着堆越来越满,找到较大的连续块越来越困难。

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。
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[Quote=引用 43 楼 的回复:]

引用 30 楼 的回复:
同样的,对于'*'操作,使用移位的操作将会更快和更有效

int num = a * 4;
int num = a * 8;
应该改为
int num = a << 2;
int num = a << 3;

学习了,,,,,
请问这是为什么?原理。。。
[/Quote]
就我的理解,这个是移位运算,因为计算机是2进制的数据,比如4相当于是00000100相当于是00000001中的1向前移动2位,同时*8是00001000移动3位,这种情况一般只适用于2的倍数的乘除,大概就是这样,可能表述的不是很清楚,各位可以百度下移位运算的机制
kilimanjaroup 2012-08-27
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[Quote=引用 19 楼 的回复:]

引用 14 楼 trocp 的回复:

好像楼主的东西都是那个 叫effictive java 里的东东。 你还不如买本书去年,这书确实还是有用。特别对于事后的回顾、学习和改进有用

很明显,很多是违背Effective Java里的建议的。
[/Quote]

支持!明显作者没读过Effective Java,而且很多是YY的结果...
wushangjimo 2012-08-27
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个人认为好的习惯很重要,不过要改变习惯的话就要慢慢来,急不得
tivenwang 2012-08-27
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[Quote=引用 43 楼 的回复:]

引用 30 楼 的回复:
同样的,对于'*'操作,使用移位的操作将会更快和更有效

int num = a * 4;
int num = a * 8;
应该改为
int num = a << 2;
int num = a << 3;

学习了,,,,,
请问这是为什么?原理。。。
[/Quote]

移位运算是计算机硬件直接操作 最起码不需要进制转换
yangxiutian 2012-08-27
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小猫咪说的对。 性能问题 我们只要带着这些编程习惯去做就可以了,没必要强迫自己一定要怎么怎么样。
douniu5555 2012-08-26
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菜鸟表示现在能把功能完善就是最高兴的事了。
mynameismavk 2012-08-26
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楼主举得例子是一些“特定”情况下“实际”开发中的一些经验和技巧,刚参加工作的人应该把重心放在完成业务功能上,代码只要不是太糟糕leader一般不会说。
zhouyang209117 2012-08-25
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学习了。以后注意。
天空龙 2012-08-25
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╮(╯▽╰)╭,只有玩过J2ME的孩子才能理解,优化是件多么悲剧的事情。
zzzzterrybogard 2012-08-24
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受教了
wojjk 2012-08-24
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不错
学习了
TTwlfdy 2012-08-24
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感觉从回复中,学到更多东西耶
humanity 2012-08-24
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如果解决复杂的问题就不要老想着优化,因为优化是折衷的结果,可能导致复杂性增加,查找错误的成本也就增加了。
如果解决性能很重要的问题,就必须在每个重要的环节到考虑到性能,否则,每个地方多花 0.001 秒,当这个方法在一次请求中被调用 1000 次,它就是 1秒,这其实很常用,比如扫描一个文件中的字符串,各种数据量较多的比较操作都可能经常是一个请求就调用几百上千次,而且请求次数也很频繁。

像一个黑名单扫描,300万条记录,每个条目需要应用几个算法规则检查是否命中,精确匹配是最简单,但业务上都需要相似判断,这就需要各字符串截取或变换,一个细节省下十万分之一秒,一个请求就是下来就不简单的累积。

在设计角度很考虑功能,按面向对象的方法来思考,这样才能降低复杂性,在实现过程中才在重要的环节关注写代码的习惯。如果还没设计定型就开始想着性能的话,那就可能花更多时间。
liukeshao 2012-08-23
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15条在1.7中不需要了
mauxmee 2012-08-23
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性能还是很重要的。但是是在功能实现的前提下。
现在我就在调优,良好的设计比代码的改进要重要的多。
fh13760184 2012-08-23
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用位移代替 * 和 / 还能看吗?不得累死了
youngplayee 2012-08-23
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环境造就人!
搞服务器开发的,坐拥几十G内存,8核CPU。似乎是不大需要考虑性能。
像咱这样从J2ME起家的,就不一样啦。不考虑这些,马上就有无数BUG出来陪你玩了。

不过现在好了,android,iphone的硬件配置也都提高了。相对来说,对代码的性能要求就少得多了。

但是,电子设备层出不穷,java无处不在。谁能保证哪天我们还要碰到一些非常非常瘦的客户端开发呢?比如机顶盒。。。。。。
frank59 2012-08-22
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《Thinking in Java》中说道:“优化是一个很棘手的问题,最好的策略就是置之不顾,直到你发现需要担心它了”(第四版)P225
Cactus_hxk 2012-08-22
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chenyu1985 2012-08-22
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值得学习,不过平时这方面考虑的太少
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