聊聊Java中代码优化的30个小技巧
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了聊聊Java中代码优化的30个小技巧相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
前言
我之前写过两篇关于优化相关的问题：《聊聊sql优化的15个小技巧》和《聊聊接口性能优化的11个小技巧》，发表之后，在全网受到广大网友的好评。阅读量和点赞率都很高，说明了这类文章的价值。
今天接着优化这个话题，我们一起聊聊Java中代码优化的30个小技巧，希望会对你有所帮助。
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：
- 创建连接
- 进行数据库操作
- 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。
6.反射时加缓存
我们都知道通过反射创建对象实例，比使用new关键字要慢很多。
由此，不太建议在用户请求过来时，每次都通过反射实时创建实例。
有时候，为了代码的灵活性，又不得不用反射创建实例，这时该怎么办呢？
答：加缓存。
其实spring中就使用了大量的反射，我们以支付方法为例。
根据前端传入不同的支付code，动态找到对应的支付方法，发起支付。
我们先定义一个注解。
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface PayCode
String value();
String name();
在所有的支付类上都加上该注解
@PayCode(value = "alia", name = "支付宝支付")
@Service
public class AliaPay implements IPay
@Override
public void pay()
System.out.println("===发起支付宝支付===");
@PayCode(value = "weixin", name = "微信支付")
@Service
public class WeixinPay implements IPay
@Override
public void pay()
System.out.println("===发起微信支付===");
@PayCode(value = "jingdong", name = "京东支付")
@Service
public class JingDongPay implements IPay
@Override
public void pay()
System.out.println("===发起京东支付===");
然后增加最关键的类：
@Service
public class PayService2 implements ApplicationListener<ContextRefreshedEvent>
private static Map<String, IPay> payMap = null;
@Override
public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent contextRefreshedEvent)
ApplicationContext applicationContext = contextRefreshedEvent.getApplicationContext();
Map<String, Object> beansWithAnnotation = applicationContext.getBeansWithAnnotation(PayCode.class);
if (beansWithAnnotation != null)
payMap = new HashMap<>();
beansWithAnnotation.forEach((key, value) ->
String bizType = value.getClass().getAnnotation(PayCode.class).value();
payMap.put(bizType, (IPay) value);
);
public void pay(String code)
payMap.get(code).pay();
PayService2类实现了ApplicationListener接口，这样在onApplicationEvent方法中，就可以拿到ApplicationContext的实例。这一步，其实是在spring容器启动的时候，spring通过反射我们处理好了。
我们再获取打了PayCode注解的类，放到一个map中，map中的key就是PayCode注解中定义的value，跟code参数一致，value是支付类的实例。
这样，每次就可以每次直接通过code获取支付类实例，而不用if…else判断了。如果要加新的支付方法，只需在支付类上面打上PayCode注解定义一个新的code即可。
注意：这种方式的code可以没有业务含义，可以是纯数字，只要不重复就行。
7.多线程处理
很多时候，我们需要在某个接口中，调用其他服务的接口。
比如有这样的业务场景：
在用户信息查询接口中需要返回：用户名称、性别、等级、头像、积分、成长值等信息。
而用户名称、性别、等级、头像在用户服务中，积分在积分服务中，成长值在成长值服务中。为了汇总这些数据统一返回，需要另外提供一个对外接口服务。
于是，用户信息查询接口需要调用用户查询接口、积分查询接口 和 成长值查询接口，然后汇总数据统一返回。
调用过程如下图所示：
调用远程接口总耗时 530ms = 200ms + 150ms + 180ms
显然这种串行调用远程接口性能是非常不好的，调用远程接口总的耗时为所有的远程接口耗时之和。
那么如何优化远程接口性能呢？
上面说到，既然串行调用多个远程接口性能很差，为什么不改成并行呢？
如下图所示：
调用远程接口总耗时 200ms = 200ms（即耗时最长的那次远程接口调用）
在java8之前可以通过实现Callable接口，获取线程返回结果。
java8以后通过CompleteFuture类实现该功能。我们这里以CompleteFuture为例：
public UserInfo getUserInfo(Long id) throws InterruptedException, ExecutionException
final UserInfo userInfo = new UserInfo();
CompletableFuture userFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() ->
getRemoteUserAndFill(id, userInfo);
return Boolean.TRUE;
, executor);
CompletableFuture bonusFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() ->
getRemoteBonusAndFill(id, userInfo);
return Boolean.TRUE;
, executor);
CompletableFuture growthFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() ->
getRemoteGrowthAndFill(id, userInfo);
return Boolean.TRUE;
, executor);
CompletableFuture.allOf(userFuture, bonusFuture, growthFuture).join();
userFuture.get();
bonusFuture.get();
growthFuture.get();
return userInfo;
温馨提醒一下，这两种方式别忘了使用线程池。示例中我用到了executor，表示自定义的线程池，为了防止高并发场景下，出现线程过多的问题。
8.懒加载
有时候，创建对象是一个非常耗时的操作，特别是在该对象的创建过程中，还需要创建很多其他的对象时。
我们以单例模式为例。
在介绍单例模式的时候，必须要先介绍它的两种非常著名的实现方式：饿汉模式 和 懒汉模式。
8.1 饿汉模式
实例在初始化的时候就已经建好了，不管你有没有用到，先建好了再说。具体代码如下：
public class SimpleSingleton
//持有自己以上是关于聊聊Java中代码优化的30个小技巧的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章