Java程序員編程性能優(yōu)化的技巧有哪些

這篇文章主要講解了“Java程序員編程性能優(yōu)化的技巧有哪些”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“Java程序員編程性能優(yōu)化的技巧有哪些”吧！

1.盡量在合適的場合使用單例

使用單例可以減輕加載的負(fù)擔(dān)，縮短加載的時間，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方面：

控制資源的使用，通過線程同步來控制資源的并發(fā)訪問；  控制實例的產(chǎn)生，以達(dá)到節(jié)約資源的目的；  控制數(shù)據(jù)共享，在不建立直接關(guān)聯(lián)的條件下，讓多個不相關(guān)的進(jìn)程或線程之間實現(xiàn)通信。

2.盡量避免隨意使用靜態(tài)變量

要知道，當(dāng)某個對象被定義為static變量所引用，那么GC通常是不會回收這個對象所占有的內(nèi)存，如：

此時靜態(tài)變量b的生命周期與A類同步，如果A類不會卸載，那么b對象會常駐內(nèi)存，直到程序終止。

3.盡量避免過多過常的創(chuàng)建Java對象

盡量避免在經(jīng)常調(diào)用的方法，循環(huán)中new對象，由于系統(tǒng)不僅要花費時間來創(chuàng)建對象，而且還要花時間對這些對象進(jìn)行垃圾回收和處理，在我們可以控制的范圍內(nèi)，最大限度的重用對象，最好能用基本的數(shù)據(jù)類型或數(shù)組來替代對象。

4.盡量使用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(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，如果一個類是final的，則該類所有方法都是final的。java編譯器會尋找機(jī)會內(nèi)聯(lián)（inline）所有的final方法（這和具體的編譯器實現(xiàn)有關(guān)）。此舉能夠使性能平均提高50%。

如：讓訪問實例內(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，這會告訴編譯器，這個方法不會被重載，所以，可以變成”inlined”,例子：

5.盡量使用局部變量

調(diào)用方法時傳遞的參數(shù)以及在調(diào)用中創(chuàng)建的臨時變量都保存在棧（Stack）中，速度較快。其他變量，如靜態(tài)變量，實例變量等，都在堆（Heap）中創(chuàng)建，速度較慢。

6.盡量處理好包裝類型和基本類型兩者的使用場所

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，包裝類型是對象，是在堆中產(chǎn)生實例。在集合類對象，有對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。

7.慎用synchronized，盡量減小synchronize的方法

都知道，實現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開銷作為代價的，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，直接會把當(dāng)前對象鎖 了，在方法執(zhí)行完之前其他線程無法調(diào)用當(dāng)前對象的其他方法。所以synchronize的方法盡量小，并且應(yīng)盡量使用方法同步代替代碼塊同步。

8.盡量不要使用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，由于GC的工作量很大，尤其是回收Young代內(nèi)存時，大都會引起應(yīng)用程序暫停，所以再選擇使用finalize方法進(jìn)行資源清理，會導(dǎo)致GC負(fù)擔(dān)更大，程序運(yùn)行效率更差。

9.盡量使用基本數(shù)據(jù)類型代替對象

String str = “hello”;

上面這種方式會創(chuàng)建一個“hello”字符串，而且JVM的字符緩存池還會緩存這個字符串；

String str = new String(“hello”);

此時程序除創(chuàng)建字符串外，str所引用的String對象底層還包含一個char數(shù)組，這個char數(shù)組依次存放了h,e,l,l,o

10.多線程在未發(fā)生線程安全前提下應(yīng)盡量使用HashMap、ArrayList

HashTable、Vector等使用了同步機(jī)制，降低了性能。

11.盡量合理的創(chuàng)建HashMap

當(dāng)你要創(chuàng)建一個比較大的hashMap時，充分利用這個構(gòu)造函數(shù)

避免HashMap多次進(jìn)行了hash重構(gòu),擴(kuò)容是一件很耗費性能的事，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)確的估計你所需要的最佳大小，同樣的Hashtable，Vectors也是一樣的道理。

12.盡量減少對變量的重復(fù)計算

如：應(yīng)該改為

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)條件會被反復(fù)計算，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)\(yùn)行的更快。

13.盡量在finally塊中釋放資源

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塊總是會執(zhí)行的，以確保資源的正確關(guān)閉。

14.盡量使用移位來代替'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

15.盡量確定StringBuffer的容量

StringBuffer 的構(gòu)造器會創(chuàng)建一個默認(rèn)大小（通常是16）的字符數(shù)組。在使用中，如果超出這個大小，就會重新分配內(nèi)存，創(chuàng)建一個更大的數(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。

16.盡量早釋放無用對象的引用

大部分時，方法局部引用變量所引用的對象 會隨著方法結(jié)束而變成垃圾，因此，大部分時候程序無需將局部，引用變量顯式設(shè)為null。例如：

上面這個就沒必要了，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：

這時候就有必要將obj賦值為null，可以盡早的釋放對Object對象的引用。

17.盡量避免使用二維數(shù)組

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。

18.盡量避免使用split

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)用將會耗費大量資源，如果確實需要頻繁的調(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。

19.ArrayList & LinkedList

一個是線性表，一個是鏈表，一句話，隨機(jī)查詢盡量使用ArrayList，ArrayList優(yōu)于LinkedList，LinkedList還要移動指針，添加刪除的操作LinkedList優(yōu)于ArrayList，ArrayList還要移動數(shù)據(jù)，不過這是理論性分析，事實未必如此，重要的是理解好2者得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對癥下藥。

20.盡量使用System.arraycopy 代替通過來循環(huán)復(fù)制數(shù)組

System.arraycopy 要比通過循環(huán)來復(fù)制數(shù)組快的多

21.盡量緩存經(jīng)常使用的對象

盡可能將經(jīng)常使用的對象進(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，他們基本都實現(xiàn)了FIFO/FLU等緩存算法。

22.盡量避免非常大的內(nèi)存分配

有時候問題不是由當(dāng)時的堆狀態(tài)造成的，而是因為分配失敗造成的。分配的內(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。

23.慎用異常

當(dāng)創(chuàng)建一個異常時，需要收集一個棧跟蹤(stack track)，這個棧跟蹤用于描述異常是在何處創(chuàng)建的。構(gòu)建這些棧跟蹤時需要為運(yùn)行時棧做一份快照，正是這一部分開銷很大。當(dāng)需要創(chuàng)建一個 Exception 時，JVM 不得不說：先別動，我想就您現(xiàn)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(yùn)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(chuàng)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(nèi)容包起來。從技術(shù)上講，您甚至可以隨意地拋出異常，而不用花費很大的代價。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不尋常。真正要花代價的是創(chuàng)建異常。幸運(yùn)的是，好的編程習(xí)慣已教會我們，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)計的，使用時也應(yīng)該牢記這一原則。

24.盡量重用對象

特別是String對象的使用中，出現(xiàn)字符串連接情況時應(yīng)使用StringBuffer代替，由于系統(tǒng)不僅要花時間生成對象，以后可能還需要花時間對這些對象進(jìn)行垃圾回收和處理。因此生成過多的對象將會給程序的性能帶來很大的影響。

25.不要重復(fù)初始化變量

默認(rèn)情況下，調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)時，java會把變量初始化成確定的值，所有的對象被設(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)一個類從另一個類派生時，這一點尤其應(yīng)該注意，因為用new關(guān)鍵字創(chuàng)建一個對象時，構(gòu)造函數(shù)鏈中的所有構(gòu)造函數(shù)都會被自動調(diào)用。

這里有個注意，給成員變量設(shè)置初始值但需要調(diào)用其他方法的時候，最好放在一個方法比如initXXX中，因為直接調(diào)用某方法賦值可能會因為類尚未初始化而拋空指針異常，如：public int state = this.getState;

26.在java+Oracle的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中

在java+Oracle的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中，java中內(nèi)嵌的SQL語言應(yīng)盡量使用大寫形式，以減少Oracle解析器的解析負(fù)擔(dān)。

27.I/O流操作

在java編程過程中，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫連接，I/O流操作，在使用完畢后，及時關(guān)閉以釋放資源。因為對這些大對象的操作會造成系統(tǒng)大的開銷。

28.創(chuàng)建對象會消耗系統(tǒng)的大量內(nèi)存

過分的創(chuàng)建對象會消耗系統(tǒng)的大量內(nèi)存，嚴(yán)重時，會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，因此，保證過期的對象的及時回收具有重要意義。JVM的GC并非十分智能，因此建議在對象使用完畢后，手動設(shè)置成null。

29.在使用同步機(jī)制時

在使用同步機(jī)制時，應(yīng)盡量使用方法同步代替代碼塊同步。

30.不要在循環(huán)中使用Try/Catch語句，應(yīng)把Try/Catch放在循環(huán)最外層

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

31.通過StringBuffer的構(gòu)造函數(shù)來設(shè)定他的初始化容量，可以明顯提升性能

StringBuffer的默認(rèn)容量為16，當(dāng)StringBuffer的容量達(dá)到最大容量時，她會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，只要StringBuffer到達(dá)她的最大容量，她就不得不創(chuàng)建一個新的對象數(shù)組，然后復(fù)制舊的對象數(shù)組，這會浪費很多時間。所以給StringBuffer設(shè)置一個合理的初始化容量值，是很有必要的！

32.合理使用java.util.Vector

Vector與StringBuffer類似，每次擴(kuò)展容量時，所有現(xiàn)有元素都要賦值到新的存儲空間中。Vector的默認(rèn)存儲能力為10個元素，擴(kuò)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以及之后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(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)；

33.不用new關(guān)鍵字創(chuàng)建對象的實例

用new關(guān)鍵詞創(chuàng)建類的實例時，構(gòu)造函數(shù)鏈中的所有構(gòu)造函數(shù)都會被自動調(diào)用。但如果一個對象實現(xiàn)了Cloneable接口，我們可以調(diào)用她的clone方法。clone方法不會調(diào)用任何類構(gòu)造函數(shù)。

下面是Factory模式的一個典型實現(xiàn)：

34.HaspMap的遍歷

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。

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