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今天小編給大家分享一下Java的性能優(yōu)化細(xì)節(jié)有哪些的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),內(nèi)容詳細(xì),邏輯清晰,相信大部分人都還太了解這方面的知識(shí),所以分享這篇文章給大家參考一下,希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲,下面我們一起來了解一下吧。
使用單例可以減輕加載的負(fù)擔(dān),縮短加載的時(shí)間,提高加載的效率,但并不是所有地方都適用于單例,簡單來說,單例主要適用于以下三個(gè)方面:
第一,控制資源的使用,通過線程同步來控制資源的并發(fā)訪問; 第二,控制實(shí)例的產(chǎn)生,以達(dá)到節(jié)約資源的目的; 第三,控制數(shù)據(jù)共享,在不建立直接關(guān)聯(lián)的條件下,讓多個(gè)不相關(guān)的進(jìn)程或線程之間實(shí)現(xiàn)通信。
當(dāng)某個(gè)對(duì)象被定義為static變量所引用,那么GC通常是不會(huì)回收這個(gè)對(duì)象所占有的內(nèi)存,如
public class A{ private static B b = new B(); }
此時(shí)靜態(tài)變量b的生命周期與A類同步,如果A類不會(huì)卸載,那么b對(duì)象會(huì)常駐內(nèi)存,直到程序終止。
盡量避免在經(jīng)常調(diào)用的方法,循環(huán)中new對(duì)象,由于系統(tǒng)不僅要花費(fèi)時(shí)間來創(chuàng)建對(duì)象,而且還要花時(shí)間對(duì)這些對(duì)象進(jìn)行垃圾回收和處理,在我們可以控制的范圍內(nèi),最大限度地重用對(duì)象,最好能用基本的數(shù)據(jù)類型或數(shù)組來替代對(duì)象。
帶有final修飾符的類是不可派生的。在JAVA核心API中,有許多應(yīng)用final的例子,例如java、lang、String,為String類指定final防止了使用者覆蓋length()方法。另外,如果一個(gè)類是final的,則該類所有方法都是final的。java編譯器會(huì)尋找機(jī)會(huì)內(nèi)聯(lián)(inline)所有的final方法(這和具體的編譯器實(shí)現(xiàn)有關(guān)),此舉能夠使性能平均提高50%。
如:讓訪問實(shí)例內(nèi)變量的getter/setter方法變成”final:
簡單的getter/setter方法應(yīng)該被置成final,這會(huì)告訴編譯器,這個(gè)方法不會(huì)被重載,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; }
調(diào)用方法時(shí)傳遞的參數(shù)以及在調(diào)用中創(chuàng)建的臨時(shí)變量都保存在棧(Stack)中,速度較快;其他變量,如靜態(tài)變量、實(shí)例變量等,都在堆(Heap)中創(chuàng)建,速度較慢。
雖然包裝類型和基本類型在使用過程中是可以相互轉(zhuǎn)換,但它們兩者所產(chǎn)生的內(nèi)存區(qū)域是完全不同的,基本類型數(shù)據(jù)產(chǎn)生和處理都在棧中處理,包裝類型是對(duì)象,是在堆中產(chǎn)生實(shí)例。在集合類對(duì)象,有對(duì)象方面需要的處理適用包裝類型,其他的處理提倡使用基本類型。
都知道,實(shí)現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開銷作為代價(jià)的,甚至可能造成死鎖,所以盡量避免無謂的同步控制。synchronize方法被調(diào)用時(shí),直接會(huì)把當(dāng)前對(duì)象鎖了,在方法執(zhí)行完之前其他線程無法調(diào)用當(dāng)前對(duì)象的其他方法。所以,synchronize的方法盡量減小,并且應(yīng)盡量使用方法同步代替代碼塊同步。
實(shí)際上,將資源清理放在finalize方法中完成是非常不好的選擇,由于GC的工作量很大,尤其是回收Young代內(nèi)存時(shí),大都會(huì)引起應(yīng)用程序暫停,所以再選擇使用finalize方法進(jìn)行資源清理,會(huì)導(dǎo)致GC負(fù)擔(dān)更大,程序運(yùn)行效率更差。
String str = "hello";
上面這種方式會(huì)創(chuàng)建一個(gè)“hello”字符串,而且JVM的字符緩存池還會(huì)緩存這個(gè)字符串;
String str = new String("hello");
此時(shí)程序除創(chuàng)建字符串外,str所引用的String對(duì)象底層還包含一個(gè)char[]數(shù)組,這個(gè)char[]數(shù)組依次存放了h,e,l,l,o
HashTable、Vector等使用了同步機(jī)制,降低了性能。
當(dāng)你要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)比較大的hashMap時(shí),充分利用這個(gè)構(gòu)造函數(shù)
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor);
避免HashMap多次進(jìn)行了hash重構(gòu),擴(kuò)容是一件很耗費(fèi)性能的事,在默認(rèn)中initialCapacity只有16,而loadFactor是 0.75,需要多大的容量,你最好能準(zhǔn)確的估計(jì)你所需要的最佳大小,同樣的Hashtable,Vectors也是一樣的道理。
如:
for(int i=0;i<list.size();i++)
應(yīng)該改為:
for(int i=0,len=list.size();i<len;i++)
并且在循環(huán)中應(yīng)該避免使用復(fù)雜的表達(dá)式,在循環(huán)中,循環(huán)條件會(huì)被反復(fù)計(jì)算,如果不使用復(fù)雜表達(dá)式,而使循環(huán)條件值不變的話,程序?qū)?huì)運(yùn)行的更快。
如:
A a = new A(); if(i==1){ list.add(a); }
應(yīng)該改為:
if(i==1){ A a = new A(); list.add(a); }
程序中使用到的資源應(yīng)當(dāng)被釋放,以避免資源泄漏,這最好在finally塊中去做。不管程序執(zhí)行的結(jié)果如何,finally塊總是會(huì)執(zhí)行的,以確保資源的正確關(guān)閉。
"/"是一個(gè)代價(jià)很高的操作,使用移位的操作將會(huì)更快和更有效
如:
int num = a / 4; int num = a / 8;
應(yīng)該改為:
int num = a >> 2; int num = a >> 3;
但注意的是使用移位應(yīng)添加注釋,因?yàn)橐莆徊僮鞑恢庇^,比較難理解。
同樣的,對(duì)于'*'操作,使用移位的操作將會(huì)更快和更有效
如:
int num = a * 4; int num = a * 8;
應(yīng)該改為:
int num = a << 2; int num = a << 3;
StringBuffer 的構(gòu)造器會(huì)創(chuàng)建一個(gè)默認(rèn)大?。ㄍǔJ?6)的字符數(shù)組。在使用中,如果超出這個(gè)大小,就會(huì)重新分配內(nèi)存,創(chuàng)建一個(gè)更大的數(shù)組,并將原先的數(shù)組復(fù)制過來,再丟棄舊的數(shù)組。在大多數(shù)情況下,你可以在創(chuàng)建 StringBuffer的時(shí)候指定大小,這樣就避免了在容量不夠的時(shí)候自動(dòng)增長,以提高性能。
如:
StringBuffer buffer = new StringBuffer(1000);
大部分時(shí),方法局部引用變量所引用的對(duì)象會(huì)隨著方法結(jié)束而變成垃圾,因此,大部分時(shí)候程序無需將局部,引用變量顯式設(shè)為null。
例如:
Java代碼
Public void test(){ Object obj = new Object(); …… Obj=null; }
上面這個(gè)就沒必要了,隨著方法test()的執(zhí)行完成,程序中obj引用變量的作用域就結(jié)束了。但是如果是改成下面:
Java代碼
Public void test(){ Object obj = new Object(); …… Obj=null; //執(zhí)行耗時(shí),耗內(nèi)存操作;或調(diào)用耗時(shí),耗內(nèi)存的方法 …… }
這時(shí)候就有必要將obj賦值為null,可以盡早的釋放對(duì)Object對(duì)象的引用。
二維數(shù)據(jù)占用的內(nèi)存空間比一維數(shù)組多得多,大概10倍以上。
除非是必須的,否則應(yīng)該避免使用split,split由于支持正則表達(dá)式,所以效率比較低,如果是頻繁的幾十,幾百萬的調(diào)用將會(huì)耗費(fèi)大量資源,如果確實(shí)需要頻繁的調(diào)用split,可以考慮使用apache的StringUtils.split(string,char),頻繁split的可以緩存結(jié)果。
一個(gè)是線性表,一個(gè)是鏈表,一句話,隨機(jī)查詢盡量使用ArrayList,ArrayList優(yōu)于LinkedList,LinkedList還要移動(dòng)指針,添加刪除的操作LinkedList優(yōu)于ArrayList,ArrayList還要移動(dòng)數(shù)據(jù),不過這是理論性分析,事實(shí)未必如此,重要的是理解好2者得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),對(duì)癥下藥。
System.arraycopy() 要比通過循環(huán)來復(fù)制數(shù)組快的多。
盡可能將經(jīng)常使用的對(duì)象進(jìn)行緩存,可以使用數(shù)組,或HashMap的容器來進(jìn)行緩存,但這種方式可能導(dǎo)致系統(tǒng)占用過多的緩存,性能下降,推薦可以使用一些第三方的開源工具,如EhCache,Oscache進(jìn)行緩存,他們基本都實(shí)現(xiàn)了FIFO/FLU等緩存算法。
有時(shí)候問題不是由當(dāng)時(shí)的堆狀態(tài)造成的,而是因?yàn)榉峙涫≡斐傻?。分配的?nèi)存塊都必須是連續(xù)的,而隨著堆越來越滿,找到較大的連續(xù)塊越來越困難。
當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)異常時(shí),需要收集一個(gè)棧跟蹤(stack track),這個(gè)棧跟蹤用于描述異常是在何處創(chuàng)建的。構(gòu)建這些棧跟蹤時(shí)需要為運(yùn)行時(shí)棧做一份快照,正是這一部分開銷很大。當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè) Exception 時(shí),JVM 不得不說:先別動(dòng),我想就您現(xiàn)在的樣子存一份快照,所以暫時(shí)停止入棧和出棧操作。棧跟蹤不只包含運(yùn)行時(shí)棧中的一兩個(gè)元素,而是包含這個(gè)棧中的每一個(gè)元素。
如果您創(chuàng)建一個(gè) Exception ,就得付出代價(jià),好在捕獲異常開銷不大,因此可以使用 try-catch 將核心內(nèi)容包起來。從技術(shù)上講,你甚至可以隨意地拋出異常,而不用花費(fèi)很大的代價(jià)。招致性能損失的并不是 throw 操作——盡管在沒有預(yù)先創(chuàng)建異常的情況下就拋出異常是有點(diǎn)不尋常。真正要花代價(jià)的是創(chuàng)建異常,幸運(yùn)的是,好的編程習(xí)慣已教會(huì)我們,不應(yīng)該不管三七二十一就拋出異常。異常是為異常的情況而設(shè)計(jì)的,使用時(shí)也應(yīng)該牢記這一原則。
特別是String對(duì)象的使用中,出現(xiàn)字符串連接情況時(shí)應(yīng)使用StringBuffer代替,由于系統(tǒng)不僅要花時(shí)間生成對(duì)象,以后可能還需要花時(shí)間對(duì)這些對(duì)象進(jìn)行垃圾回收和處理。因此生成過多的對(duì)象將會(huì)給程序的性能帶來很大的影響。
默認(rèn)情況下,調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)時(shí),java會(huì)把變量初始化成確定的值,所有的對(duì)象被設(shè)置成null,整數(shù)變量設(shè)置成0,float和double變量設(shè)置成0.0,邏輯值設(shè)置成false。當(dāng)一個(gè)類從另一個(gè)類派生時(shí),這一點(diǎn)尤其應(yīng)該注意,因?yàn)橛胣ew關(guān)鍵字創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí),構(gòu)造函數(shù)鏈中的所有構(gòu)造函數(shù)都會(huì)被自動(dòng)調(diào)用。
這里有個(gè)注意,給成員變量設(shè)置初始值但需要調(diào)用其他方法的時(shí)候,最好放在一個(gè)方法。比如initXXX()中,因?yàn)橹苯诱{(diào)用某方法賦值可能會(huì)因?yàn)轭惿形闯跏蓟鴴伩罩羔槷惓?,如:public int state = this.getState()。
Error是獲取系統(tǒng)錯(cuò)誤的類,或者說是虛擬機(jī)錯(cuò)誤的類。不是所有的錯(cuò)誤Exception都能獲取到的,虛擬機(jī)報(bào)錯(cuò)Exception就獲取不到,必須用Error獲取。
StringBuffer的默認(rèn)容量為16,當(dāng)StringBuffer的容量達(dá)到最大容量時(shí),它會(huì)將自身容量增加到當(dāng)前的2倍+2,也就是2*n+2。無論何時(shí),只要StringBuffer到達(dá)它的最大容量,它就不得不創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象數(shù)組,然后復(fù)制舊的對(duì)象數(shù)組,這會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間。所以給StringBuffer設(shè)置一個(gè)合理的初始化容量值,是很有必要的!
Vector與StringBuffer類似,每次擴(kuò)展容量時(shí),所有現(xiàn)有元素都要賦值到新的存儲(chǔ)空間中。Vector的默認(rèn)存儲(chǔ)能力為10個(gè)元素,擴(kuò)容加倍。
vector.add(index,obj) 這個(gè)方法可以將元素obj插入到index位置,但index以及之后的元素依次都要向下移動(dòng)一個(gè)位置(將其索引加 1)。 除非必要,否則對(duì)性能不利。同樣規(guī)則適用于remove(int index)方法,移除此向量中指定位置的元素。將所有后續(xù)元素左移(將其索引減 1)。返回此向量中移除的元素。所以刪除vector最后一個(gè)元素要比刪除第1個(gè)元素開銷低很多。刪除所有元素最好用removeAllElements()方法。
如果要?jiǎng)h除vector里的一個(gè)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)。
用new關(guān)鍵詞創(chuàng)建類的實(shí)例時(shí),構(gòu)造函數(shù)鏈中的所有構(gòu)造函數(shù)都會(huì)被自動(dòng)調(diào)用。但如果一個(gè)對(duì)象實(shí)現(xiàn)了Cloneable接口,我們可以調(diào)用它的clone()方法。clone()方法不會(huì)調(diào)用任何類構(gòu)造函數(shù)。
下面是Factory模式的一個(gè)典型實(shí)現(xiàn):
public static Credit getNewCredit() { return new Credit(); }
改進(jìn)后的代碼使用clone()方法:
private static Credit BaseCredit = new Credit(); public static Credit getNewCredit() { return (Credit)BaseCredit.clone(); }
Map<String, String[]> paraMap = new HashMap<String, String[]>(); for( Entry<String, String[]> entry : paraMap.entrySet() ) { String appFieldDefId = entry.getKey(); String[] values = entry.getValue(); }
利用散列值取出相應(yīng)的Entry做比較得到結(jié)果,取得entry的值之后直接取key和value。
array 數(shù)組效率最高,但容量固定,無法動(dòng)態(tài)改變,ArrayList容量可以動(dòng)態(tài)增長,但犧牲了效率。
java.lang.StringBuffer 線程安全的可變字符序列。一個(gè)類似于String的字符串緩沖區(qū),但不能修改。StringBuilder與該類相比,通常應(yīng)該優(yōu)先使用StringBuilder類,因?yàn)樗С炙邢嗤牟僮?,但由于它不?zhí)行同步,所以速度更快。為了獲得更好的性能,在構(gòu)造StringBuffer或StringBuilder時(shí)應(yīng)盡量指定她的容量。當(dāng)然如果不超過16個(gè)字符時(shí)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,但卻要冒多線程不安全的風(fēng)險(xiǎn)。綜合考慮還是建議使用StringBuffer。
在不做編譯優(yōu)化的情況下,在循環(huán)中,循環(huán)條件會(huì)被反復(fù)計(jì)算,如果不使用復(fù)雜表達(dá)式,而使循環(huán)條件值不變的話,程序?qū)?huì)運(yùn)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++) ; // ... } }
JVM為Vector擴(kuò)充大小的時(shí)候需要重新創(chuàng)建一個(gè)更大的數(shù)組,將原原先數(shù)組中的內(nèi)容復(fù)制過來,最后,原先的數(shù)組再被回收??梢奦ector容量的擴(kuò)大是一個(gè)頗費(fèi)時(shí)間的事。
通常,默認(rèn)的10個(gè)元素大小是不夠的。你最好能準(zhǔn)確的估計(jì)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(shè)定初始大小。
public Vector v = new Vector(20); public Hashtable hash = new Hashtable(10);
程序中使用到的資源應(yīng)當(dāng)被釋放,以避免資源泄漏。這最好在finally塊中去做。不管程序執(zhí)行的結(jié)果如何,finally塊總是會(huì)執(zhí)行的,以確保資源的正確關(guān)閉。
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); } }
簡單的getter/setter方法應(yīng)該被置成final,這會(huì)告訴編譯器,這個(gè)方法不會(huì)被重載,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; }
常量字符串并不需要?jiǎng)討B(tài)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(gè)String不會(huì)再變的話,這將會(huì)減少運(yùn)行開銷提高性能。
例子:
public class STR { public void method(String s) { String string = s + "d" // violation. string = "abc" + "d" // violation. } }
更正:
將一個(gè)字符的字符串替換成' '
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(shí)的性能優(yōu)化,性能優(yōu)化大部分都是在時(shí)間、效率、代碼結(jié)構(gòu)層次等方面的權(quán)衡,各有利弊,不要把上面內(nèi)容當(dāng)成教條,或許有些對(duì)我們實(shí)際工作適用,有些不適用,還望根據(jù)實(shí)際工作場景進(jìn)行取舍,活學(xué)活用,變通為宜。
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