Java性能優(yōu)化的細(xì)節(jié)有哪些

這篇文章主要介紹“Java性能優(yōu)化的細(xì)節(jié)有哪些”，在日常操作中，相信很多人在Java性能優(yōu)化的細(xì)節(jié)有哪些問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”Java性能優(yōu)化的細(xì)節(jié)有哪些”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧！

1、盡量指定類、方法的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，整個類都是final的。為類指定final修飾符可以讓類不可以被繼承，為方法指定final修飾符可以讓方法不可以被重寫。如果指定了一個類為final，則該類所有的方法都是final的。Java編譯器會尋找機(jī)會內(nèi)聯(lián)所有的final方法，內(nèi)聯(lián)對于提升Java運(yùn)行效率作用重大，具體參見Java運(yùn)行期優(yōu)化。  此舉能夠使性能平均提高50% 。

2、盡量重用對象

特別是String對象的使用，出現(xiàn)字符串連接時應(yīng)該使用StringBuilder/StringBuffer代替。由于Java虛擬機(jī)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。

3、盡可能使用局部變量

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中速度較快，其他變量，如靜態(tài)變量、實(shí)例變量等，都在堆中創(chuàng)建，速度較慢。另外，棧中創(chuàng)建的變量，隨著方法的運(yùn)行結(jié)束，這些內(nèi)容就沒了，不需要額外的垃圾回收。

4、及時關(guān)閉流

Java編程過程中，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫連接、I/O流操作時務(wù)必小心，在使用完畢后，及時關(guān)閉以釋放資源。因?yàn)閷@些大對象的操作會造成系統(tǒng)大的開銷，稍有不慎，將會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

5、盡量減少對變量的重復(fù)計算

明確一個概念，對方法的調(diào)用，即使方法中只有一句語句，也是有消耗的，包括創(chuàng)建棧幀、調(diào)用方法時保護(hù)現(xiàn)場、調(diào)用方法完畢時恢復(fù)現(xiàn)場等。所以例如下面的操作：

for (int i = 0; i < list.size; i++) {...}

建議替換為：

for (int i = 0, int length = list.size; i < length; i++) {...}

這樣，在list.size很大的時候，就減少了很多的消耗

6、盡量采用懶加載的策略，即在需要的時候才創(chuàng)建

例如：

String str = "aaa";if (i == 1) { list.add(str); }

建議替換為：

if (i == 1) { String str = "aaa"; list.add(str); }

7、慎用異常

異常對性能不利。拋出異常首先要創(chuàng)建一個新的對象，Throwable接口的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用名為fillInStackTrace的本地同步方法，fillInStackTrace方法檢查堆棧，收集調(diào)用跟蹤信息。只要有異常被拋出，Java虛擬機(jī)就必須調(diào)整調(diào)用堆棧，因?yàn)樵谔幚磉^程中創(chuàng)建了一個新的對象。異常只能用于錯誤處理，不應(yīng)該用來控制程序流程。

8、不要在循環(huán)中使用try…catch…，應(yīng)該把其放在最外層

除非不得已。如果毫無理由地這么寫了，只要你的領(lǐng)導(dǎo)資深一點(diǎn)、有強(qiáng)迫癥一點(diǎn)，八成就要罵你為什么寫出這種垃圾代碼來了。

9、如果能估計到待添加的內(nèi)容長度，為底層以數(shù)組方式實(shí)現(xiàn)的集合、工具類指定初始長度

比如ArrayList、LinkedLlist、StringBuilder、StringBuffer、HashMap、HashSet等等，以StringBuilder為例：

（1）StringBuilder // 默認(rèn)分配16個字符的空間

（2）StringBuilder(int size) // 默認(rèn)分配size個字符的空間

（3）StringBuilder(String str) // 默認(rèn)分配16個字符+str.length個字符空間

可以通過類（這里指的不僅僅是上面的StringBuilder）的來設(shè)定它的初始化容量，這樣可以明顯地提升性能。比如StringBuilder吧，length表示當(dāng)前的StringBuilder能保持的字符數(shù)量。因?yàn)楫?dāng)StringBuilder達(dá)到最大容量的時候，它會將自身容量增加到當(dāng)前的2倍再加2，無論何時只要StringBuilder達(dá)到它的最大容量，它就不得不創(chuàng)建一個新的字符數(shù)組然后將舊的字符數(shù)組內(nèi)容拷貝到新字符數(shù)組中—-這是十分耗費(fèi)性能的一個操作。試想，如果能預(yù)估到字符數(shù)組中大概要存放5000個字符而不指定長度，最接近5000的2次冪是4096，每次擴(kuò)容加的2不管，那么：

（1）在4096 的基礎(chǔ)上，再申請8194個大小的字符數(shù)組，加起來相當(dāng)于一次申請了12290個大小的字符數(shù)組，如果一開始能指定5000個大小的字符數(shù)組，就節(jié)省了一倍以上的空間；

（2）把原來的4096個字符拷貝到新的的字符數(shù)組中去。

這樣，既浪費(fèi)內(nèi)存空間又降低代碼運(yùn)行效率。所以，給底層以數(shù)組實(shí)現(xiàn)的集合、工具類設(shè)置一個合理的初始化容量是錯不了的，這會帶來立竿見影的效果。但是，注意，像HashMap這種是以數(shù)組+鏈表實(shí)現(xiàn)的集合，別把初始大小和你估計的大小設(shè)置得一樣，因?yàn)橐粋€table上只連接一個對象的可能性幾乎為0。初始大小建議設(shè)置為2的N次冪，如果能估計到有2000個元素，設(shè)置成new HashMap(128)、new HashMap(256)都可以。

10、當(dāng)復(fù)制大量數(shù)據(jù)時，使用System.arraycopy命令

11、乘法和除法使用移位操作

例如：

for (val = 0; val < 100000; val += 5) { a = val * 8; b = val / 2; }

用移位操作可以極大地提高性能，因?yàn)樵谟嬎銠C(jī)底層，對位的操作是最方便、最快的，因此建議修改為：

for (val = 0; val < 100000; val += 5) { a = val << 3; b = val >> 1; }

移位操作雖然快，但是可能會使代碼不太好理解，因此最好加上相應(yīng)的注釋。

12、循環(huán)內(nèi)不要不斷創(chuàng)建對象引用

例如：

for (int i = 1; i <= count; i++) {Object obj = new Object; }

這種做法會導(dǎo)致內(nèi)存中有count份Object對象引用存在，count很大的話，就耗費(fèi)內(nèi)存了，建議為改為：

Object obj = ; for (int i = 0; i <= count; i++) { obj = new Object; }

這樣的話，內(nèi)存中只有一份Object對象引用，每次new Object的時候，Object對象引用指向不同的Object罷了，但是內(nèi)存中只有一份，這樣就大大節(jié)省了內(nèi)存空間了。

13、基于效率和類型檢查的考慮，應(yīng)該盡可能使用array，無法確定數(shù)組大小時才使用ArrayList

14、盡量使用HashMap、ArrayList、StringBuilder，除非線程安全需要，否則不推薦使用Hashtable、Vector、StringBuffer，后三者由于使用同步機(jī)制而導(dǎo)致了性能開銷

15、不要將數(shù)組聲明為public static final

因?yàn)檫@毫無意義，這樣只是定義了引用為static final，數(shù)組的內(nèi)容還是可以隨意改變的，將數(shù)組聲明為public更是一個安全漏洞，這意味著這個數(shù)組可以被外部類所改變。

16、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：

（1）控制資源的使用，通過線程同步來控制資源的并發(fā)訪問

（2）控制實(shí)例的產(chǎn)生，以達(dá)到節(jié)約資源的目的

（3）控制數(shù)據(jù)的共享，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(shí)現(xiàn)通信

17、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的變量所引用，那么gc通常是不會回收這個對象所占有的堆內(nèi)存的，如：

public classA { private static B b = new B; }

此時靜態(tài)變量b的生命周期與A類相同，如果A類不被卸載，那么引用B指向的B對象會常駐內(nèi)存，直到程序終止

18、及時清除不再需要的會話

為了清除不再活動的會話，許多應(yīng)用服務(wù)器都有默認(rèn)的會話超時時間，一般為30分鐘。當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器需要保存更多的會話時，如果內(nèi)存不足，那么操作系統(tǒng)會把部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到磁盤，應(yīng)用服務(wù)器也可能根據(jù)MRU（最近最頻繁使用）算法把部分不活躍的會話轉(zhuǎn)儲到磁盤，甚至可能拋出內(nèi)存不足的異常。如果會話要被轉(zhuǎn)儲到磁盤，那么必須要先被序列化，在大規(guī)模集群中，對對象進(jìn)行序列化的代價是很昂貴的。因此，當(dāng)會話不再需要時，應(yīng)當(dāng)及時調(diào)用HttpSession的invalidate方法清除會話。

19、實(shí)現(xiàn)RandomAccess接口的集合比如ArrayList，應(yīng)當(dāng)使用最普通的for循環(huán)而不是foreach循環(huán)來遍歷

這是JDK推薦給用戶的。JDK   API對于RandomAccess接口的解釋是：實(shí)現(xiàn)RandomAccess接口用來表明其支持快速隨機(jī)訪問，此接口的主要目的是允許一般的算法更改其行為，從而將其應(yīng)用到隨機(jī)或連續(xù)訪問列表時能提供良好的性能。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)現(xiàn)RandomAccess接口的類實(shí)例，假如是隨機(jī)訪問的，使用普通for循環(huán)效率將高于使用foreach循環(huán)；反過來，如果是順序訪問的，則使用Iterator會效率更高?？梢允褂妙愃迫缦碌拇a作判斷

if (list instanceof RandomAccess) { for(int i =0; i <list.size; i++){}}else  Iterator<?> iterator = list.iterable; while (iterator.hasNext){iterator.next} }

foreach循環(huán)的底層實(shí)現(xiàn)原理就是迭代器Iterator，參見Java語法糖1：可變長度參數(shù)以及foreach循環(huán)原理。所以后半句”反過來，如果是順序訪問的，則使用Iterator會效率更高”的意思就是順序訪問的那些類實(shí)例，使用foreach循環(huán)去遍歷。

20、使用同步代碼塊替代同步方法

這點(diǎn)在多線程模塊中的synchronized鎖方法塊一文中已經(jīng)講得很清楚了，除非能確定一整個方法都是需要進(jìn)行同步的，否則盡量使用同步代碼塊，避免對那些不需要進(jìn)行同步的代碼也進(jìn)行了同步，影響了代碼執(zhí)行效率。

21、將常量聲明為static final，并以大寫命名

這樣在編譯期間就可以把這些內(nèi)容放入常量池中，避免運(yùn)行期間計算生成常量的值。另外，將常量的名字以大寫命名也可以方便區(qū)分出常量與變量

22、不要創(chuàng)建一些不使用的對象，不要導(dǎo)入一些不使用的類

這毫無意義，如果代碼中出現(xiàn)”The value of the local variable i is not used”、”The import java.util is never used”，那么請刪除這些無用的內(nèi)容

23、程序運(yùn)行過程中避免使用反射

關(guān)于，請參見反射。反射是Java提供給用戶一個很強(qiáng)大的功能，功能強(qiáng)大往往意味著效率不高。不建議在程序運(yùn)行過程中使用尤其是頻繁使用反射機(jī)制，特別是Method的invoke方法，如果確實(shí)有必要，一種建議性的做法是將那些需要通過反射加載的類在項(xiàng)目啟動的時候通過反射實(shí)例化出一個對象并放入內(nèi)存—-用戶只關(guān)心和對端交互的時候獲取最快的響應(yīng)速度，并不關(guān)心對端的項(xiàng)目啟動花多久時間。

24、使用數(shù)據(jù)庫連接池和線程池

這兩個池都是用于重用對象的，前者可以避免頻繁地打開和關(guān)閉連接，后者可以避免頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程

25、使用帶緩沖的輸入輸出流進(jìn)行IO操作

帶緩沖的輸入輸出流，即BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream，這可以極大地提升IO效率

26、順序插入和隨機(jī)訪問比較多的場景使用ArrayList，元素刪除和中間插入比較多的場景使用LinkedList這個，理解ArrayList和LinkedList的原理就知道了

27、不要讓public方法中有太多的形參

public方法即對外提供的方法，如果給這些方法太多形參的話主要有兩點(diǎn)壞處：

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2. 違反了面向?qū)ο蟮木幊趟枷?，Java講求一切都是對象，太多的形參，和面向?qū)ο蟮木幊趟枷氩⒉黄鹾?/p>

3. 參數(shù)太多勢必導(dǎo)致方法調(diào)用的出錯概率增加

至于這個”太多”指的是多少個，3、4個吧。比如我們用JDBC寫一個insertStudentInfo方法，有10個學(xué)生信息字段要插如Student表中，可以把這10個參數(shù)封裝在一個實(shí)體類中，作為insert方法的形參。

28、字符串變量和字符串常量equals的時候?qū)⒆址Ａ繉懺谇懊?/p>

這是一個比較常見的小技巧了，如果有以下代碼：

String str = "123"; if (str.equals("123")) {...}建議修改為：String str = "123"; if ("123".equals(str)) { ... }

這么做主要是可以避免空指針異常

29、請知道，在java中if (i == 1)和if (1 == i)是沒有區(qū)別的，但從閱讀習(xí)慣上講，建議使用前者

平時有人問，”if (i == 1)”和”if (1== i)”有沒有區(qū)別，這就要從C/C++講起。

在C/C++中，”if (i == 1)”判斷條件成立，是以0與非0為基準(zhǔn)的，0表示false，非0表示true，如果有這么一段代碼：

int i = 2; if (i == 1) { ... }else{ ... }

C/C++判斷”i==1″不成立，所以以0表示，即false。但是如果：

int i = 2;if (i = 1) { ... }else{ ... }

萬一程序員一個不小心，把”if  (i == 1)”寫成”if (i =  1)”，這樣就有問題了。在if之內(nèi)將i賦值為1，if判斷里面的內(nèi)容非0，返回的就是true了，但是明明i為2，比較的值是1，應(yīng)該返回的false。這種情況在C/C++的開發(fā)中是很可能發(fā)生的并且會導(dǎo)致一些難以理解的錯誤產(chǎn)生，所以，為了避免開發(fā)者在if語句中不正確的賦值操作，建議將if語句寫為：

int i = 2;if (1 == i) { ... }else{ ... }

這樣，即使開發(fā)者不小心寫成了”1 = i”，C/C++編譯器也可以第一時間檢查出來，因?yàn)槲覀兛梢詫σ粋€變量賦值i為1，但是不能對一個常量賦值1為i。

但是，在Java中，C/C++這種”if  (i = 1)”的語法是不可能出現(xiàn)的，因?yàn)橐坏懥诉@種語法，Java就會編譯報錯”Type mismatch: cannot convert  from int to boolean”。但是，盡管Java的”if (i == 1)”和”if (1 ==  i)”在語義上沒有任何區(qū)別，但是從閱讀習(xí)慣上講，建議使用前者會更好些。

30、不要對數(shù)組使用toString方法

看一下對數(shù)組使用toString打印出來的是什么：

public static void main(String[] args) {int is = new int{1, 2, 3}; System.out.println(is.toString); }

結(jié)果是：

[I@18a992f

本意是想打印出數(shù)組內(nèi)容，卻有可能因?yàn)閿?shù)組引用is為空而導(dǎo)致空指針異常。不過雖然對數(shù)組toString沒有意義，但是對集合toString是可以打印出集合里面的內(nèi)容的，因?yàn)榧系母割怉bstractCollections重寫了Object的toString方法。

31、不要對超出范圍的基本數(shù)據(jù)類型做向下強(qiáng)制轉(zhuǎn)型

這絕不會得到想要的結(jié)果：

public static void main(String[] args) { long l = 12345678901234L;inti = (int)l;System.out.println(i); }

我們可能期望得到其中的某幾位，但是結(jié)果卻是：

1942892530

解釋一下。Java中l(wèi)ong是8個字節(jié)64位的，所以12345678901234在計算機(jī)中的表示應(yīng)該是：

0000 0000 0000 0000 0000 1011 0011 1010 0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010

一個int型數(shù)據(jù)是4個字節(jié)32位的，從低位取出上面這串二進(jìn)制數(shù)據(jù)的前32位是：

0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010

這串二進(jìn)制表示為十進(jìn)制1942892530，所以就是我們上面的控制臺上輸出的內(nèi)容。從這個例子上還能順便得到兩個結(jié)論

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2. 整型默認(rèn)的數(shù)據(jù)類型是int，long  l =  12345678901234L，這個數(shù)字已經(jīng)超出了int的范圍了，所以最后有一個L，表示這是一個long型數(shù)。順便，浮點(diǎn)型的默認(rèn)類型是double，所以定義float的時候要寫成””float  f = 3.5f”

3. 接下來再寫一句”int ii = l + i;”會報錯，因?yàn)閘ong + int是一個long，不能賦值給int

32、公用的集合類中不使用的數(shù)據(jù)一定要及時remove掉

如果一個集合類是公用的（也就是說不是方法里面的屬性），那么這個集合里面的元素是不會自動釋放的，因?yàn)槭冀K有引用指向它們。所以，如果公用集合里面的某些數(shù)據(jù)不使用而不去remove掉它們，那么將會造成這個公用集合不斷增大，使得系統(tǒng)有內(nèi)存泄露的隱患。

3 3、把一個基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)為字符串，基本數(shù)據(jù)類型.toString是最快的方式、String.valueOf(數(shù)據(jù))次之、數(shù)據(jù)+””最慢

把一個基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)為一般有三種方式，我有一個Integer型數(shù)據(jù)i，可以使用i.toString、String.valueOf(i)、i+””三種方式，三種方式的效率如何，看一個測試：

public static void main(String[] args) { int loopTime = 50000; Integer i = 0;  long startTime = System.currentTimeMillis;for (int j = 0; j < loopTime; j++){String str = String.valueOf(i); } System.out.println("String.valueOf：" + (System.currentTimeMillis - startTime) + "ms"); startTime = System.currentTimeMillis;for (int j = 0; j < loopTime; j++) { String str = i.toString; } System.out.println("Integer.toString：" + (System.currentTimeMillis - startTime) + "ms"); startTime = System.currentTimeMillis; for (int j = 0; j < loopTime; j++) { String str = i + ""; } System.out.println("i + \"\"：" + (System.currentTimeMillis - startTime) + "ms"); }

運(yùn)行結(jié)果為：

String.valueOf：11ms Integer.toString：5ms i + ""：25ms

所以以后遇到把一個基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)為String的時候，優(yōu)先考慮使用toString方法。至于為什么，很簡單：

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2. String.valueOf方法底層調(diào)用了Integer.toString方法，但是會在調(diào)用前做空判斷

3. Integer.toString方法就不說了，直接調(diào)用了

4. i + “”底層使用了StringBuilder實(shí)現(xiàn)，先用append方法拼接，再用toString方法獲取字符串

三者對比下來，明顯是2最快、1次之、3最慢

34、使用最有效率的方式去遍歷Map

遍歷Map的方式有很多，通常場景下我們需要的是遍歷Map中的Key和Value，那么推薦使用的、效率最高的方式是：

public static void main(String[] args) { HashMap<String, String> hm = new HashMap<String, String>;hm.put("111", "222");Set<Map.Entry<String,String>> entrySet = hm.entrySet;Iterator<Map.Entry<String, String>> iter = entrySet.iterator; while(iter.hasNext){ Map.Entry<String, String> entry = iter.next; System.out.println(entry.getKey + "\t" + entry.getValue); } }

如果你只是想遍歷一下這個Map的key值，那用”Set keySet = hm.keySet;”會比較合適一些

35、對資源的close建議分開操作

意思是，比如我有這么一段代碼：

try{ XXX.close; YYY.close; }catch (Exception e) {...}

建議修改為：

try{ XXX.close; }catch (Exception e) { ... }try{ YYY.close; }catch (Exception e) { ... }

到此，關(guān)于“Java性能優(yōu)化的細(xì)節(jié)有哪些”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！