Java性能优化技巧集锦

Posted 2020-08-16

Java性能优化技巧集锦

作者：兄弟连

可供程序利用的资源(内存、CPU时间、网络带宽等)是有限的，优化的目的就是让程序用尽可能少的资源完成预定的任务。优化通常包含两方面的内容：减小代码的体积，提高代码的运行效率。本文讨论的主要是如何提高代码的效率。

 

　　一、通用篇

 

“通用篇”讨论的问题适合于大多数Java应用。

 

1.1 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。

1.2 使用非阻塞I/O

 

　　版本较低的JDK不支持非阻塞I/O API。为避免I/O阻塞，一些应用采用了创建大量线程的办法(在较好的情况下，会使用一个缓冲池)。这种技术可以在许多必须支持并发I/O流的应用中见到，如Web服务器、报价和拍卖应用等。然而，创建Java线程需要相当可观的开销。

 

JDK 1.4引入了非阻塞的I/O库(java.nio)。如果应用要求使用版本较早的JDK，在这里有一个支持非阻塞I/O的软件包。

 

1.3 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。

 

1.4 不要重复初始化变量

 

　　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。

 

1.5 尽量指定类的final修饰符

 

　　带有final修饰符的类是不可派生的。在Java核心API中，有许多应用final的例子，例如java.lang.String。为String类指定final防止了人们覆盖length()方法。

 

　　另外，如果指定一个类为final，则该类所有的方法都是final。Java编译器会寻找机会内联(inline)所有的final方法(这和具体的编译器实现有关)。此举能够使性能平均提高50%。

 

1.6 尽量使用局部变量

 

　　调用方法时传递的参数以及在调用中创建的临时变量都保存在栈(Stack)中，速度较快。其他变量，如静态变量、实例变量等，都在堆(Heap)中创建，速度较慢。另外，依赖于具体的编译器/JVM，局部变量还可能得到进一步优化。请参见《尽可能使用堆栈变量》。

 

1.7 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。