Java編程中“為了性能”需做的26件事
摘要：最近的機(jī)器內(nèi)存又爆滿了，除了新增機(jī)器內(nèi)存外，還應(yīng)該好好review一下我們的代碼，有很多代碼編寫過(guò)于隨意化，這些不好的習(xí)慣或?qū)Τ绦蛘Z(yǔ)言的不了解是應(yīng)該好好打壓打壓了。 本文參考網(wǎng)絡(luò)資源總結(jié)的一些在Java編程中盡可能要做到的一些地方。
最近的機(jī)器內(nèi)存又爆滿了，除了新增機(jī)器內(nèi)存外，還應(yīng)該好好review一下我們的代碼，有很多代碼編寫過(guò)于隨意化，這些不好的習(xí)慣或?qū)Τ绦蛘Z(yǔ)言的不了解是應(yīng)該好好打壓打壓了。
下面是參考網(wǎng)絡(luò)資源總結(jié)的一些在Java編程中盡可能要做到的一些地方。
1.盡量在合適的場(chǎng)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(shí)間，提高加載的效率，但并不是所有地方都適用于單例，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，單例主要適用于以下三個(gè)方面：
控制資源的使用，通過(guò)線程同步來(lái)控制資源的并發(fā)訪問(wèn)；
控制實(shí)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(gè)不相關(guān)的進(jìn)程或線程之間實(shí)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(gè)對(duì)象被定義為stataic的變量所引用，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{ 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。
3.盡量避免過(guò)多過(guò)常的創(chuàng)建Java對(duì)象
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(lái)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)，最大限度的重用對(duì)象，最好能用基本的數(shù)據(jù)類型或數(shù)組來(lái)替代對(duì)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%。
5.盡量使用局部變量
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。
6.盡量處理好包裝類型和基本類型兩者的使用場(chǎng)所
雖然包裝類型和基本類型在使用過(guò)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)象中，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。
7.慎用synchronized,盡量減小synchronize的方法
都知道，實(shí)現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開(kāi)銷作為代價(jià)的，甚至可能造成死鎖，所以盡量避免無(wú)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(wú)法調(diào)用當(dāng)前對(duì)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.盡量使用StringBuilder和StringBuffer進(jìn)行字符串連接
這個(gè)就不多講了。
9.盡量不要使用finalize方法
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。
10.盡量使用基本數(shù)據(jù)類型代替對(duì)象
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
11.單線程應(yīng)盡量使用HashMap、ArrayList
HashTable、Vector等使用了同步機(jī)制，降低了性能。
12.盡量合理的創(chuàng)建HashMap
當(dāng)你要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)比較大的hashMap時(shí)，要充分利用另一個(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。
#p#
13.盡量減少對(duì)變量的重復(fù)計(jì)算
如
for（int i=0;i
for（int i=0,len=list.size();i
14.盡量避免不必要的創(chuàng)建
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);}
15.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(huì)執(zhí)行的，以確保資源的正確關(guān)閉。
16.盡量使用移位來(lái)代替'a/b'的操作
“/”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。
17.盡量使用移位來(lái)代替'a*b'的操作
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;
18.盡量確定StringBuffer的容量
StringBuffer的構(gòu)造器會(huì)創(chuàng)建一個(gè)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(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(guò)來(lái)，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(zhǎng)，以提高性能。
如：
StringBuffer buffer = new StringBuffer（1000）；
19.盡量早釋放無(wú)用對(duì)象的引用
大部分時(shí)間，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(wú)需將局部，引用變量顯式設(shè)為null.
例如：
Public void test(){ Object obj = new Object(); …… Obj=null; }上面這個(gè)就沒(méi)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：
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。
20.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。
21.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(wàn)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。
22.ArrayList&LinkedList
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(guò)這是理論性分析，事實(shí)未必如此，重要的是理解好2者的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)癥下藥。
23.盡量使用System.arraycopy（）代替通過(guò)來(lái)循環(huán)復(fù)制數(shù)組
System.arraycopy（）要比通過(guò)循環(huán)來(lái)復(fù)制數(shù)組快的多。
24.盡量緩存經(jīng)常使用的對(duì)象
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(lái)進(jìn)行緩存，但這種方式可能導(dǎo)致系統(tǒng)占用過(guò)多的緩存，性能下降，推薦可以使用一些第三方的開(kāi)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。
25.盡量避免非常大的內(nèi)存分配
有時(shí)候問(wèn)題不是由當(dāng)時(shí)的堆狀態(tài)造成的，而是因?yàn)榉峙涫≡斐傻摹７峙涞膬?nèi)存塊都必須是連續(xù)的，而隨著堆越來(lái)越滿，找到較大的連續(xù)塊越來(lái)越困難。
26.慎用異常
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(kāi)銷很大。當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)Exception時(shí)，JVM不得不說(shuō)：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，那么就得付出代價(jià)。好在捕獲異常開(kāi)銷不大，因此可以使用try-catch將核心內(nèi)容包起來(lái)。從技術(shù)上講，您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(méi)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。