JAVA中如何实现代码优化（技巧讲解）

Posted 2022-08-29 叶秋学长

前言：今天叶秋学长跟大家谈谈优化这个话题，那么我们一起聊聊Java中如何实现代码优化这个问题，学长这里有几个实用的小技巧分享给大家，希望会对你们有所帮助。

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目录

1.用String.format拼接字符串

2.创建可缓冲的IO流

3.减少循环次数

4.用完资源记得及时关闭

5.使用池技术

1.用String.format拼接字符串

不知道你有没有拼接过字符串，特别是那种有多个参数，字符串比较长的情况。

比如现在有个需求：要用get请求调用第三方接口，url后需要拼接多个参数。

以前我们的请求地址是这样拼接的：

String url = "http://susan.sc.cn?userName="+userName+"&age="+age+"&address="+address+"&sex="+sex+"&roledId="+roleId;

字符串使用+号拼接，非常容易出错。

后面优化了一下，改为使用StringBuilder拼接字符串：

StringBuilder urlBuilder = new StringBuilder("http://susan.sc.cn?");
urlBuilder.append("userName=")
.append(userName)
.append("&age=")
.append(age)
.append("&address=")
.append(address)
.append("&sex=")
.append(sex)
.append("&roledId=")
.append(roledId);

代码优化之后，稍微直观点。

但还是看起来比较别扭。

这时可以使用String.format方法优化：

String requestUrl = "http://susan.sc.cn?userName=%s&age=%s&address=%s&sex=%s&roledId=%s";
String url = String.format(requestUrl,userName,age,address,sex,roledId);

代码的可读性，一下子提升了很多。

我们平常可以使用String.format方法拼接url请求参数，日志打印等字符串。

但不建议在for循环中用它拼接字符串，因为它的执行效率，比使用+号拼接字符串，或者使用StringBuilder拼接字符串都要慢一些。

2.创建可缓冲的IO流

IO流想必大家都使用得比较多，我们经常需要把数据写入某个文件，或者从某个文件中读取数据到内存中，甚至还有可能把文件a，从目录b，复制到目录c下等。

JDK给我们提供了非常丰富的API，可以去操作IO流。

例如：

public class IoTest1 
    public static void main(String[] args) 
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try 
            File srcFile = new File("/Users/dv_susan/Documents/workspace/jump/src/main/java/com/sue/jump/service/test1/1.txt");
            File destFile = new File("/Users/dv_susan/Documents/workspace/jump/src/main/java/com/sue/jump/service/test1/2.txt");
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(destFile);
            int len;
            while ((len = fis.read()) != -1) 
                fos.write(len);
            
            fos.flush();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
         finally 
            try 
                if (fos != null) 
                    fos.close();
                
             catch (IOException e) 
                e.printStackTrace();
            
            try 
                if (fis != null) 
                    fis.close();
                
             catch (IOException e) 
                e.printStackTrace();
            
        
    

这个例子主要的功能，是将1.txt文件中的内容复制到2.txt文件中。这例子使用普通的IO流从功能的角度来说，也能满足需求，但性能却不太好。

因为这个例子中，从1.txt文件中读一个字节的数据，就会马上写入2.txt文件中，需要非常频繁的读写文件。

优化：

public class IoTest 
    public static void main(String[] args) 
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try 
            File srcFile = new File("/Users/dv_susan/Documents/workspace/jump/src/main/java/com/sue/jump/service/test1/1.txt");
            File destFile = new File("/Users/dv_susan/Documents/workspace/jump/src/main/java/com/sue/jump/service/test1/2.txt");
            fis = new FileInputStream(srcFile);
            fos = new FileOutputStream(destFile);
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = bis.read(buffer)) != -1) 
                bos.write(buffer, 0, len);
            
            bos.flush();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
         finally 
            try 
                if (bos != null) 
                    bos.close();
                
                if (fos != null) 
                    fos.close();
                
             catch (IOException e) 
                e.printStackTrace();
            
            try 
                if (bis != null) 
                    bis.close();
                
                if (fis != null) 
                    fis.close();
                
             catch (IOException e) 
                e.printStackTrace();
            
        
    

这个例子使用BufferedInputStream和BufferedOutputStream创建了可缓冲的输入输出流。

最关键的地方是定义了一个buffer字节数组，把从1.txt文件中读取的数据临时保存起来，后面再把该buffer字节数组的数据，一次性批量写入到2.txt中。

这样做的好处是，减少了读写文件的次数，而我们都知道读写文件是非常耗时的操作。也就是说使用可缓存的输入输出流，可以提升IO的性能，特别是遇到文件非常大时，效率会得到显著提升。

3.减少循环次数

在我们日常开发中，循环遍历集合是必不可少的操作。

但如果循环层级比较深，循环中套循环，可能会影响代码的执行效率。

反例：

for(User user: userList) 
   for(Role role: roleList) 
      if(user.getRoleId().equals(role.getId())) 
         user.setRoleName(role.getName());
      
   

这个例子中有两层循环，如果userList和roleList数据比较多的话，需要循环遍历很多次，才能获取我们所需要的数据，非常消耗cpu资源。

正例：

Map<Long, List<Role>> roleMap = roleList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Role::getId));
for (User user : userList) 
    List<Role> roles = roleMap.get(user.getRoleId());
    if(CollectionUtils.isNotEmpty(roles)) 
        user.setRoleName(roles.get(0).getName());
    

减少循环次数，最简单的办法是，把第二层循环的集合变成map，这样可以直接通过key，获取想要的value数据。

虽说map的key存在hash冲突的情况，但遍历存放数据的链表或者红黑树的时间复杂度，比遍历整个list集合要小很多。

4.用完资源记得及时关闭

在我们日常开发中，可能经常访问资源，比如：获取数据库连接，读取文件等。

我们以获取数据库连接为例。

反例：

//1. 加载驱动类
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//2. 创建连接
Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql//localhost:3306/db?allowMultiQueries=true&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8","root","123456");
//3.编写sql
String sql ="select * from user";
//4.创建PreparedStatement
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);
//5.获取查询结果
ResultSet rs = pstmt.execteQuery();
while(rs.next())
   int id = rs.getInt("id");
   String name = rs.getString("name");

上面这段代码可以正常运行，但却犯了一个很大的错误，即：ResultSet、PreparedStatement和Connection对象的资源，使用完之后，没有关闭。

我们都知道，数据库连接是非常宝贵的资源。我们不可能一直创建连接，并且用完之后，也不回收，白白浪费数据库资源。

正例：

//1. 加载驱动类
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

Connection connection = null;
PreparedStatement pstmt = null;
ResultSet rs = null;
try 
    //2. 创建连接
    connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql//localhost:3306/db?allowMultiQueries=true&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8","root","123456");
    //3.编写sql
    String sql ="select * from user";
    //4.创建PreparedStatement
    pstmt = conn.prepareStatement(sql);
    //5.获取查询结果
    rs = pstmt.execteQuery();
    while(rs.next())
       int id = rs.getInt("id");
       String name = rs.getString("name");
    
 catch(Exception e) 
  log.error(e.getMessage(),e);
 finally 
   if(rs != null) 
      rs.close();
   
   
   if(pstmt != null) 
      pstmt.close();
   
   
   if(connection != null) 
      connection.close();
   

这个例子中，无论是ResultSet，或者PreparedStatement，还是Connection对象，使用完之后，都会调用close方法关闭资源。

在这里温馨提醒一句：ResultSet，或者PreparedStatement，还是Connection对象，这三者关闭资源的顺序不能反了，不然可能会出现异常。

5.使用池技术

我们都知道，从数据库查数据，首先要连接数据库，获取Connection资源。

想让程序多线程执行，需要使用Thread类创建线程，线程也是一种资源。

通常一次数据库操作的过程是这样的：

1. 创建连接

2. 进行数据库操作

3. 关闭连接

而创建连接和关闭连接，是非常耗时的操作，创建连接需要同时会创建一些资源，关闭连接时，需要回收那些资源。

如果用户的每一次数据库请求，程序都都需要去创建连接和关闭连接的话，可能会浪费大量的时间。

此外，可能会导致数据库连接过多。

我们都知道数据库的最大连接数是有限的，以mysql为例，最大连接数是：100，不过可以通过参数调整这个数量。

如果用户请求的连接数超过最大连接数，就会报：too many connections异常。如果有新的请求过来，会发现数据库变得不可用。

这时可以通过命令：

show variables like max_connections

查看最大连接数。

然后通过命令：

set GLOBAL max_connections=1000

手动修改最大连接数。

这种做法只能暂时缓解问题，不是一个好的方案，无法从根本上解决问题。

最大的问题是：数据库连接数可以无限增长，不受控制。

这时我们可以使用数据库连接池。

目前Java开源的数据库连接池有：

• DBCP：是一个依赖Jakarta commons-pool对象池机制的数据库连接池。

• C3P0：是一个开放源代码的JDBC连接池，它在lib目录中与Hibernate一起发布，包括了实现jdbc3和jdbc2扩展规范说明的Connection 和Statement 池的DataSources 对象。

• Druid：阿里的Druid，不仅是一个数据库连接池，还包含一个ProxyDriver、一系列内置的JDBC组件库、一个SQL Parser。

• Proxool：是一个Java SQL Driver驱动程序，它提供了对选择的其它类型的驱动程序的连接池封装，可以非常简单的移植到已有代码中。

目前用的最多的数据库连接池是:Druid。

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