Java性能調優

寫Java也有n年了，現在還是有不少的壞的代碼習慣，也通過學習别人的代碼學到了不少好的習慣。這篇文章主要是整理的資料。留給自己做個警戒，提示以後寫代碼的時候注意！在文章的後面，會提供整理的原材料下載下傳。

一、類和對象使用技巧

1、盡量少用new生成新對象

用new建立類的執行個體時，構造雨數鍊中所有構造函數都會被自動調用，操作速度較慢。在某些時候可複用現有對象。比如在進行大量St rillg操作時，可用StringBuffer婁代替String類，以避免生成大量的對象。用 new關鍵詞建立類的執行個體時，構造函數鍊中的所有構造函數都會被自動調用。但如果一個對象實作了 Cloneable 接口，我們可以調用她的 clone() 方法。clone()方法不會調用任何類構造函數。

下面是 Factory 模式的一個典型實作。

[java] view plaincopy

public static Credit getNewCredit()

{

return new Credit();

}

改進後的代碼使用 clone() 方法，

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

2、使用clone()方法生成新對象

如果一個對象實作Cloneable接口，就可以調用它的clone()方法。clone()方法不會淚用任何類構造函數，比使用new方法建立執行個體速度要快。

3、盡量使用局部變量（棧變量）

調用方法時傳遞的參數及調用中建立的臨時變量儲存在棧(Stack)中，速度較快。其他變量，如靜态變量、執行個體變量都在堆(HeaP)中建立，速度較慢。通路靜态變量和執行個體變量将會比通路局部變量多耗費 2-3 個時鐘周期。如果一個變量需要經常通路，那麼你就需要考慮這個變量的作用域了。static? local?還是執行個體變量？

調用方法時傳遞的參數以及在調用中建立的臨時變量都儲存在棧（Stack）中，速度較快。其他變量，如靜态變量，執行個體變量等，都在堆（Heap）中建立，速度較慢。

例子：

public class usv {
void getsum (int[] values) {
for (int i=0; i < value.length; i++) {
_sum += value[i]; // violation.
}
}
void getsum2 (int[] values) {
_staticsum += value[i];
private int _sum;
private static int _staticsum;
}

更正：如果可能，請使用局部變量作為你經常通路的變量。你可以按下面的方法來修改 getsum()方法：

void getsum (int[] values) {
int sum = _sum; // temporary local variable.
for (int i=0; i < value.length; i++) {
sum += value[i];
_sum = sum;

4、減少方法調用

面向對象設計的一個基本準則是通過方法間接通路對象的屬性，但方法調用會占用·些開銷通路。可以避免在同一個類中通過訓州函數或方法(get或set)來設定或調用該對象的災例變量，這比直接通路變量要慢。為了減少方法調用，可以将方法中的代碼複制到調用方法的地方，比如大量的循環中，這樣可以節省方法調用的開銷。但帶來性能提升的同時會犧牲代碼的可讀性，可根據實際需要平衡兩者關系。

5、使用final類和final、static、private方法

帶有final修飾符的類是不可派生的。如果指定一個類為finaI，則該類所有的方法都是final。JAVA編障器會尋找機會内聯(inIine)所有的final方法。此舉能夠提升程式性能。使用final、static、private的方法是不能被覆寫的，JAVA不需要在稃序運作的時候動态關聯實作方法，進而節省了運作時間。

帶有 final 修飾符的類是不可派生的。在 JAVA核心 API中，有許多應用 final 的例子，例如 java.lang.String。為 String 類指定 final 防止了使用者覆寫 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 編譯器會尋找機會内聯（inline）所有的final 方法（這和具體的編譯器實作有關）。此舉能夠使性能平均提高 50%。

6、讓通路執行個體内變量的 getter/setter 方法變成”final”

簡單的 getter/setter 方法應該被置成 final，這會告訴編譯器，這個方法不會被重載，是以，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) {

7、避免不需要的 instanceof 操作

如果左邊的對象的靜态類型等于右邊的，instanceof 表達式傳回永遠為 true。

例子：

public class uiso {
public uiso () {}
class dog extends uiso {
void method (dog dog, uiso u) {
dog d = dog;
if (d instanceof uiso) // always true.
system.out.println("dog is a uiso");
uiso uiso = u;
if (uiso instanceof object) // always true.
system.out.println("uiso is an object");

更正：删掉不需要的 instanceof 操作。

void method () {
dog d;
system.out.println ("dog is an uiso");
system.out.println ("uiso is an uiso");

8、避免不需要的造型操作

所有的類都是直接或者間接繼承自 object。同樣，所有的子類也都隐含的“等于”其父類。那麼，由子類造型至父類的操作就是不必要的了。

例子：

class unc {
string _id = "unc";
class dog extends unc {
dog dog = new dog ();
unc animal = (unc)dog; // not necessary.
object o = (object)dog; // not necessary.

更正：

dog dog = new dog();
unc animal = dog;
object o = dog;

9.盡量重用對象。

特别是 String 對象的使用中，出現字元串連接配接情況時應使用 StringBuffer 代替，由于系統不僅要花時間生成對象，以後可能還需要花時間對這些對象進行垃圾回收和處理。是以生成過多的對象将會給程式的性能帶來很大的影響。

10、不要重複初始化變量。

預設情況下，調用類的構造函數時，java 會把變量初始化成确定的值，所有的對象被設定成null，整數變量設定成 0，float 和 double 變量設定成 0.0，邏輯值設定成 false。當一個類從另一個類派生時，這一點尤其應該注意，因為用 new 關鍵字建立一個對象時，構造函數鍊中的所有構造函數都會被自動調用。這裡有個注意，給成員變量設定初始值但需要調用其他方法的時候，最好放在一個方法比如initXXX()中，因為直接調用某方法指派可能會因為類尚未初始化而抛空指針異常，public int state = this.getState();

11、不要過分建立對象

過分的建立對象會消耗系統的大量記憶體，嚴重時，會導緻記憶體洩漏，是以，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，是以建議在對象使用完畢後，手動設定成 null。

二、Java I／O技巧

I／O性能常常是應用程式性能瓶頸，優化I／O性能就顯得極為系要。在進行I／0操作時，匿遵循以下原則：盡可能少的通路磁盤；盡可能少的I方問底層的作業系統；盡可能少的方法調用；盡可能少處理個别的處理位元組和字元。基于以上原則，可以通過以下技巧提高I／O速度：

1、使州緩沖提高I／O性能。

常用的實作方法有以下2種：使用用于字元的BufferedReader和用于甯節的BufferedlnputStream類，或者使用塊讀取方法次讀取一大塊資料。

2、lnputStream比Reader高效，OutputStream比Writer高效。

當使用Unicode字元串時，Write類的開銷比較大。因為它要實Uoicode到位元組(byte)的轉換。是以，如果可能的話，在使用 Write類之前就實作轉換或用OutputStream類代替Writer婁來使用。

3、在适當的時候用byte替代char。

1個char用2個位元組儲存字元，而byte隻需要1個，是以用byte儲存字元消耗的記憶體和需要執行的機器指令更少。更重要的是，用byte避免了進行Unicode轉換。是以，如果町能的話，應盡量使用byte替代char。

4、有緩沖的塊操作10要比緩沖的流字元IO快。

對于字元IO，雖然緩沖流避免了每次讀取字元時的系統調用開銷，但仍需要一次或多次方法調用。帶緩沖的塊10比緩沖流IO快2到4倍，比無緩沖的IO快4到40倍。

5、序列化時，使用原子類型。

當序列化一個類或對象時，對幹那些原子類型(atomic)或可以重建的元素，要辨別為transient類型，這樣就不用每一次都進行序列化。如果這砦序列化的對象要在網絡上傳輸，這一小小的改變對性能會有很大的提高。

6、在finally 塊中關閉stream

程式中使用到的資源應當被釋放，以避免資源洩漏。這最好在 finally 塊中去做。不管程式執行的結果如何，finally 塊總是會執行的，以確定資源的正确關閉。

import java.io.*;
public class cs {
public static void main (string args[]) {
cs cs = new cs ();
cs.method ();
public void method () {
try {
fileinputstream fis = new fileinputstream ("cs.java");
int count = 0;
while (fis.read () != -1)
count++;
system.out.println (count);
fis.close ();
} catch (filenotfoundexception e1) {
} catch (ioexception e2) {

更正：

在最後一個 catch 後添加一個 finally 塊

7、SQL語句

在 java+Oracle 的應用系統開發中，java 中内嵌的 SQL 語言應盡量使用大寫形式，以減少Oracle 解析器的解析負擔。

8、盡早釋放資源

java 程式設計過程中，進行資料庫連接配接，I/O 流操作，在使用完畢後，及時關閉以釋放資源。因為對這些大對象的操作會造成系統大的開銷。

三、異常(Exceptions)使用技巧

JAVA語言中提供了try／catch來開發友善使用者捕捉異常，進行異常的處理。但是如果使用不當，也會給JAvA程式的性能帶來影響。是以，要注意以下兒點。慎用異常，異常對性能不利。抛出異常首先要建立一個新的對象。Throwable接口的構造函數調用名為fillInStackTrace()的本地(Native)方法filllnStackTrace()方法檢查堆棧，收集調用跟蹤資訊。隻要有異常被抛出，VM就必須調整調用堆棧。

1、避免使用異常來控制程式流程

如果可以用if、while等邏輯語句來處理，那麼就盡可能的不用try／catch語句。抛出異常首先要建立一個新的對象。Throwable 接口的構造函數調用名為 fillInStackTrace()的本地方法，fillInStackTrace()方法檢查棧，收集調用跟蹤資訊。隻要有異常被抛出，VM 就必須調整調用棧，因為在處理過程中建立了一個新的對象。異常隻能用于錯誤處理，不應該用來控制程式流程。

2、盡可能重用異常

在必須要進行異常的處理時，要盡可能的重用已經存在的異常對象。因為在異常的進行中，生成個異常對象要消耗掉大部分的時間。

3、将try/catch 塊移出循環

把try/catch塊放入循環體内，會極大的影響性能，如果編譯 jit 被關閉或者你所使用的是一個不帶 jit 的jvm，性能會将下降21%之多!

例子：

import java.io.fileinputstream;
public class try {
void method (fileinputstream fis) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
try { // violation
_sum += fis.read();
} catch (exception e) {}

更正：将 try/catch塊移出循環

void method (fileinputstream fis) {
try {
for (int i = 0; i < size; i++) { _sum += fis.read();
}
} catch (exception e) {}
}

四、線程使用技巧

1、在使用大量線程(Threading)的場合使用線程池管理

生成和啟動新線程是個相對較慢的過程，生成人量新線程會嚴重影響應J_}j程式性能。通過使用線程池，由線程池管理器(thread pool manager)來生成新線程或配置設定現有線程，柏省生成線程的叫間。

2、防止過多的同步

不必要的同步常常會造成程式性能的下降，調用同步方法比調用非同步方法要花費更多的時間。如果程式是單線程，則沒有必要使用同步。

3、同步方法而不要同步整個代碼段

對某個方法或函數進行同步比對整個代碼段進行同步的性能要好。

4、在追求速度的場合，用ArrayList和HashMap代替Vector和Hashtable

Vector和Hashtable實作了同步以提高線程安全性，但速度較沒有實作同步的ArrayList和Ha shMap要慢，可以根據需要選擇使用的類。

5、使用notify()而不是notifyAll()

使用哪個方法要取決于程式的沒計，但應盡可能使用notify()，因為notify()隻喚醒等待指定對象的線程，比喚醒所有等待線稃的notifyAll0速度更快。

6、不要在循環中調用 synchronized(同步)方法

方法的同步需要消耗相當大的資料，在一個循環中調用它絕對不是一個好主意。

import java.util.vector;
public class syn {
public synchronized void method (object o) {
private void test () {
for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {
method (vector.elementat(i)); // violation
private vector vector = new vector (5, 5);

更正：不要在循環體中調用同步方法，如果必須同步的話，推薦以下方式：

public void method (object o) {
private void test () {
synchronized{//在一個同步塊中執行非同步方法
for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {
method (vector.elementat(i));
}

7、單線程應盡量使用 HashMap, ArrayList。

除非必要，否則不推薦使用 HashTable,Vector，她們使用了同步機制，而降低了性能。

五、其它常用技巧

1、使用移位操作替代乘除法操作可以極大地提高性能

"/"是一個很“昂貴”的操作，使用移位操作将會更快更有效。

例子：

public class sdiv {
public static final int num = 16;
public void calculate(int a) {
int div = a / 4; // should be replaced with "a >> 2".
int div2 = a / 8; // should be replaced with "a >> 3".
int temp = a / 3;
int mul = a * 4; // should be replaced with "a << 2".
int mul2 = 8 * a; // should be replaced with "a << 3".
int temp2 = a * 3;

int div = a >> 2;
int div2 = a >> 3;
int temp = a / 3; // 不能轉換成位移操作
int mul = a << 2;
int mul2 = a << 3;
int temp = a * 3; // 不能轉換

PS：除非是在一個非常大的循環内，性能非常重要，而且你很清楚你自己在做什麼，方可使用這種方法。否則提高性能所帶來的程式晚讀性的降低将是不合算的。

2、對Vector中最後位置的添加、删除操作要遠遠快于埘第一個元素的添加、删除操作

3、當複制數組時，使用System.arraycop()方法

public class irb
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：

system.arraycopy(array1, 0, array2, 0, 100);

4、使用複合指派運算符

a=a+b和a+b住編譯時會産生不同JAVA字奇碼，後者回快于前者。岡此，使用+=、-=、+=、／=等複台指派運算符會使運算速度稍有提升。

5、用int而不用其它基本類型

對int類犁的操作通常比其它基本類型要快，是以盡量使用int類型。

6、在進行資料庫連接配接和網絡連接配接時使用連接配接池

這類連接配接往往會耗費大量時間，應盡量避免。可以使用連接配接池技術，複用現有連接配接。

7、用壓縮加快網絡傳輸速度一種常用方法是把相關檔案打包到一個jar檔案中。

用一個Jar檔案發送多個檔案還叫以避免每個檔案打開和關閉網絡連接配接所造成的開銷。

8、在資料庫應用程式中使用批處理功能

可以利用Statement類的addBatch()氟l exexuteBatch法成批地送出sql語句，以節省網絡傳輸開銷。在執行大量相似語句時，可以使用PreParedState—類，它可以一次性編譯語句并多次執行，用參數最後執行的sql語句。

9、消除循環體中不必要的代碼

這似乎是每個程式員都知道的基本原則，沒有必出，但很多人往往忽略一些細節。如下列代碼：

Vector aVector= ...；
for(int i=0；i<aVector size()；i++)(
System out printlll(aVector elementAt(i)toStringO)；
}

這段代碼中沒循環一次就要調用aVector.size()方法，aVector的長度不變的話，可以改為一下代碼：

Vector aVector= ...：
int length=aVector size()；
for(int i=0；i<length；i++)f
System out println(aVector elememAt(i)toStringO)；
)

這樣消除了每次調用aVector.size()方法的開銷。

10、為'vectors' 和 'hashtables'定義初始大小

jvm 為 vector 擴充大小的時候需要重新建立一個更大的數組，将原原先數組中的内容複制過來，最後，原先的數組再被回收。可見 vector 容量的擴大是一個頗費時間的事。通常，預設的 10 個元素大小是不夠的。你最好能準确的估計你所需要的最佳大小。