Java 性能优化--初级优化

  默认情况下，调用类的构造函数时， Java会把变量初始化成确定的值：所有的对象被设置成null，整数变量（byte、short、int、long）设置成0，float和double变量设置成0.0，逻辑值设置成false。当一个类从另一个类派生时，这一点尤其应该注意，因为用new关键词创建一个对象时，构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用。 

5、 在JAVA + ORACLE 的应用系统开发中，java中内嵌的SQL语句尽量使用大写的形式，以减轻ORACLE解析器的解析负担。 

6、 Java 编程过程中，进行数据库连接、I/O流操作时务必小心，在使用完毕后，即使关闭以释放资源。因为对这些大对象的操作会造成系统大的开销，稍有不慎，会导致严重的后果。 

7、 由于JVM的有其自身的GC机制，不需要程序开发者的过多考虑，从一定程度上减轻了开发者负担，但同时也遗漏了隐患，过分的创建对象会消耗系统的大量内存，严重时会导致内存泄露，因此，保证过期对象的及时回收具有重要意义。JVM回收垃圾的条件是：对象不在被引用；然而，JVM的GC并非十分的机智，即使对象满足了垃圾回收的条件也不一定会被立即回收 。所以，建议我们在对象使用完毕，应手动置成null。 

8、 在使用同步机制时，应尽量使用方法同步代替代码块同步。 

9、 尽量减少对变量的重复计算 
例如：for(int i = 0;i < list.size; i ++) { 
… 
} 
应替换为： 
for(int i = 0,int len = list.size();i < len; i ++) { 
… 
} 

10、尽量采用lazy loading 的策略，即在需要的时候才开始创建。 
例如： String str = “aaa”; 
if(i == 1) { 
list.add(str); 
} 
应替换为： 
if(i == 1) { 
String str = “aaa”; 
list.add(str); 
} 
11、慎用异常 
异常对性能不利。抛出异常首先要创建一个新的对象。Throwable接口的构造函数调用名为fillInStackTrace()的本地（Native）方法，fillInStackTrace()方法检查堆栈，收集调用跟踪信息。只要有异常被抛出，VM就必须调整调用堆栈，因为在处理过程中创建了一个新的对象。 异常只能用于错误处理，不应该用来控制程序流程。 

12、 不要在循环中使用： 
Try { 
} catch() { 
} 
应把其放置在最外层 。 

13、StringBuffer 的使用： 
StringBuffer表示了可变的、可写的字符串。 
有三个构造方法 : 
StringBuffer (); //默认分配16个字符的空间 
StringBuffer (int size); //分配size个字符的空间 
StringBuffer (String str); //分配16个字符+str.length()个字符空间 
你可以通过StringBuffer的构造函数来设定它的初始化容量，这样可以明显地提升性能。这里提到的构造函数是StringBuffer(int length)，length参数表示当前的StringBuffer能保持的字符数量。你也可以使用ensureCapacity(int minimumcapacity)方法在StringBuffer对象创建之后设置它的容量。首先我们看看StringBuffer的缺省行为，然后再找出一条更好的提升性能的途径。 
StringBuffer在内部维护一个字符数组，当你使用缺省的构造函数来创建StringBuffer对象的时候，因为没有设置初始化字符长度，StringBuffer的容量被初始化为16个字符，也就是说缺省容量就是16个字符。当StringBuffer达到最大容量的时候，它会将自身容量增加到当前的2倍再加2，也就是（2*旧值+2）。如果你使用缺省值，初始化之后接着往里面追加字符，在你追加到第16个字符的时候它会将容量增加到34（2*16+2），当追加到34个字符的时候就会将容量增加到70（2*34+2）。无论何事只要StringBuffer到达它的最大容量它就不得不创建一个新的字符数组然后重新将旧字符和新字符都拷贝一遍――这也太昂贵了点。 所以总是给StringBuffer设置一个合理的初始化容量值是错不了的，这样会带来立竿见影的性能增益。 
StringBuffer初始化过程的调整的作用由此可见一斑。所以，使用一个合适的容量值来初始化StringBuffer永远都是一个最佳的建议。 

14、合理的使用Java类 java.util.Vector。 
简单地说，一个Vector就是一个java.lang.Object实例的数组。Vector与数组相似，它的元素可以通过整数形式的索引访问。但是，Vector类型的对象在创建之后，对象的大小能够根据元素的增加或者删除而扩展、缩小。请考虑下面这个向Vector加入元素的例子： 
Object obj = new Object(); 
Vector v = new Vector(100000); 
for(int I=0; 
I<100000; I++) { v.add(0,obj); } 

　　除非有绝对充足的理由要求每次都把新元素插入到Vector的前面，否则上面的代码对性能不利。在默认构造函数中，Vector的初始存储能力是10个元素，如果新元素加入时存储能力不足，则以后存储能力每次加倍。Vector类就象StringBuffer类一样，每次扩展存储能力时，所有现有的元素都要复制到新的存储空间之中。下面的代码片段要比前面的例子快几个数量级： 
Object obj = new Object(); 
Vector v = new Vector(100000); 
for(int I=0; I<100000; I++) { v.add(obj); } 

　　同样的规则也适用于Vector类的remove()方法。由于Vector中各个元素之间不能含有“空隙”，删除除最后一个元素之外的任意其他元素都导致被删除元素之后的元素向前移动。也就是说，从Vector删除最后一个元素要比删除第一个元素“开销”低好几倍。 

　　假设要从前面的Vector删除所有元素，我们可以使用这种代码： 
for(int I=0; I<100000; I++) 
{ 
　v.remove(0); 
} 

　　但是，与下面的代码相比，前面的代码要慢几个数量级： 
for(int I=0; I<100000; I++) 
{ 
　v.remove(v.size()-1); 
} 

　　从Vector类型的对象v删除所有元素的最好方法是： 
v.removeAllElements(); 

　　假设Vector类型的对象v包含字符串“Hello”。考虑下面的代码，它要从这个Vector中删除“Hello”字符串： 
String s = "Hello"; 
int i = v.indexOf(s); 
if(I != -1) v.remove(s); 

　　这些代码看起来没什么错误，但它同样对性能不利。在这段代码中，indexOf()方法对v进行顺序搜索寻找字符串“Hello”，remove(s)方法也要进行同样的顺序搜索。改进之后的版本是： 
String s = "Hello"; 
int i = v.indexOf(s); 
if(I != -1) v.remove(i); 

　　这个版本中我们直接在remove()方法中给出待删除元素的精确索引位置，从而避免了第二次搜索。一个更好的版本是：
String s = "Hello"; v.remove(s); 

　　最后，我们再来看一个有关Vector类的代码片段： 
for(int I=0; I++;I < v.length) 

　　如果v包含100,000个元素，这个代码片段将调用v.size()方法100,000次。虽然size方法是一个简单的方法，但它仍旧需要一次方法调用的开销，至少JVM需要为它配置以及清除堆栈环境。在这里，for循环内部的代码不会以任何方式修改Vector类型对象v的大小，因此上面的代码最好改写成下面这种形式： 
int size = v.size(); for(int I=0; I++;I<size) 

　　虽然这是一个简单的改动，但它仍旧赢得了性能。毕竟，每一个CPU周期都是宝贵的。 

15、当复制大量数据时，使用System.arraycopy()命令。 

16、代码重构：增强代码的可读性。 
例如： 
public class ShopCart { 
private List carts ; 
… 
public void add (Object item) { 
if(carts == null) { 
carts = new ArrayList(); 
} 
crts.add(item); 
} 
public void remove(Object item) { 
if(carts. contains(item)) { 
carts.remove(item); 
} 
} 
public List getCarts() { 
//返回只读列表 
return Collections.unmodifiableList(carts); 
} 

//不推荐这种方式 
//this.getCarts().add(item); 
} 

17、不用new关键词创建类的实例 
用new关键词创建类的实例时，构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用。但如果一个对象实现了Cloneable接口，我们可以调用它的clone()方法。clone()方法不会调用任何类构造函数。 
在使用设计模式（Design Pattern）的场合，如果用Factory模式创建对象，则改用clone()方法创建新的对象实例非常简单。例如，下面是Factory模式的一个典型实现： 
public static Credit getNewCredit() { 
return new Credit(); 
} 
改进后的代码使用clone()方法，如下所示： 
private static Credit BaseCredit = new Credit(); 
public static Credit getNewCredit() { 
return (Credit) BaseCredit.clone(); 
} 
上面的思路对于数组处理同样很有用。 

18、乘法和除法 
考虑下面的代码： 
for (val = 0; val < 100000; val +=5) { 
alterX = val * 8; myResult = val * 2; 
} 
用移位操作替代乘法操作可以极大地提高性能。下面是修改后的代码： 
for (val = 0; val < 100000; val += 5) { 
alterX = val << 3; myResult = val << 1; 
} 
修改后的代码不再做乘以8的操作，而是改用等价的左移3位操作，每左移1位相当于乘以2。相应地，右移1位操作相当于除以2。值得一提的是，虽然移位操作速度快，但可能使代码比较难于理解，所以最好加上一些注释。 



25、不要将数组声明为：public static final 。 会 把这个array数组定死了，排序啊，增删改都没发进行了。

26、HashMap的遍历效率讨论 
经常遇到对HashMap中的key和value值对的遍历操作，有如下两种方法：Map<String, String[]> paraMap = new HashMap<String, String[]>(); 
................//第一个循环 
Set<String> appFieldDefIds = paraMap.keySet(); 
for (String appFieldDefId : appFieldDefIds) { 
String[] values = paraMap.get(appFieldDefId); 
...... 
} 

//第二个循环 
for(Entry<String, String[]> entry : paraMap.entrySet()){ 
String appFieldDefId = entry.getKey(); 
String[] values = entry.getValue(); 
....... 
} 

第一种实现明显的效率不如第二种实现。 
分析如下 Set<String> appFieldDefIds = paraMap.keySet(); 是先从HashMap中取得keySet 

代码如下： 
public Set<K> keySet() { 
Set<K> ks = keySet; 
return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet())); 
} 

private class KeySet extends AbstractSet<K> { 
public Iterator<K> iterator() { 
return newKeyIterator(); 
} 
public int size() { 
return size; 
} 
public boolean contains(Object o) { 
return containsKey(o); 
} 
public boolean remove(Object o) { 
return HashMap.this.removeEntryForKey(o) != null; 
} 
public void clear() { 
HashMap.this.clear(); 
} 
} 
其实就是返回一个私有类KeySet, 它是从AbstractSet继承而来，实现了Set接口。 

再来看看for/in循环的语法 
for(declaration : expression) 
statement 

在执行阶段被翻译成如下各式 
for(Iterator<E> #i = (expression).iterator(); #i.hashNext();){ 
declaration = #i.next(); 
statement 
} 

因此在第一个for语句for (String appFieldDefId : appFieldDefIds) 中调用了HashMap.keySet().iterator() 而这个方法调用了newKeyIterator() 

Iterator<K> newKeyIterator() { 
return new KeyIterator(); 
} 
private class KeyIterator extends HashIterator<K> { 
public K next() { 
return nextEntry().getKey(); 
} 
} 

所以在for中还是调用了 
在第二个循环for(Entry<String, String[]> entry : paraMap.entrySet())中使用的Iterator是如下的一个内部类 

private class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> { 
public Map.Entry<K,V> next() { 
return nextEntry(); 
} 
} 

此时第一个循环得到key，第二个循环得到HashMap的Entry 
效率就是从循环里面体现出来的第二个循环此致可以直接取key和value值 
而第一个循环还是得再利用HashMap的get(Object key)来取value值 

现在看看HashMap的get(Object key)方法 
public V get(Object key) { 
Object k = maskNull(key); 
int hash = hash(k); 
int i = indexFor(hash, table.length); //Entry[] table 
Entry<K,V> e = table; 
while (true) { 
if (e == null) 
return null; 
if (e.hash == hash && eq(k, e.key)) 
return e.value; 
e = e.next; 
} 
} 
其实就是再次利用Hash值取出相应的Entry做比较得到结果，所以使用第一中循环相当于两次进入HashMap的Entry中 
而 第二个循环取得Entry的值之后直接取key和value，效率比第一个循环高。其实按照Map的概念来看也应该是用第二个循环好一点，它本来就是key和value的值对，将key和value分开操作在这里不是个好选择。 

27、array(数组) 和 ArryList的使用 
array（[]）：最高效；但是其容量固定且无法动态改变； 
ArrayList：容量可动态增长；但牺牲效率； 
基于效率和类型检验，应尽可能使用array，无法确定数组大小时才使用ArrayList！ 
ArrayList是Array的复杂版本 
ArrayList内部封装了一个Object类型的数组，从一般的意义来说，它和数组没有本质的差别，甚至于ArrayList的许多方法，如Index、IndexOf、Contains、Sort等都是在内部数组的基础上直接调用Array的对应方法。 
ArrayList存入对象时，抛弃类型信息，所有对象屏蔽为Object，编译时不检查类型，但是运行时会报错。 
注：jdk5中加入了对泛型的支持，已经可以在使用ArrayList时进行类型检查。 
从这一点上看来，ArrayList与数组的区别主要就是由于动态增容的效率问题了 

28、尽量使用HashMap 和ArrayList ,除非必要，否则不推荐使用HashTable和Vector ，后者由于使用同步机制，而导致了性能的开销。 

29、StringBuffer 和StringBuilder的区别： 
java.lang.StringBuffer线程安全的可变字符序列。 一个类似于 String 的字符串缓冲区，但不能修改。StringBuilder。与该类相比，通常应该优先使用 java.lang.StringBuilder类，因为它支持所有相同的操作，但由于它不执行同步，所以速度更快。为了获得更好的性能，在构造 StirngBuffer 或 StirngBuilder 时应尽可能指定它的容量。当然，如果你操作的字符串长度不超过 16 个字符就不用了。 相同情况下使用 StirngBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%-15% 左右的性能提升，但却要冒多线程不安全的风险。而在现实的模块化编程中，负责某一模块的程序员不一定能清晰地判断该模块是否会放入多线程的环境中运行，因此：除非你能确定你的系统的瓶颈是在 StringBuffer 上，并且确定你的模块不会运行在多线程模式下，否则还是用 StringBuffer 吧。

本文转自里冲51CTO博客，原文链接： http://blog.51cto.com/coollast/1171530  ，如需转载请自行联系原作者