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如何优化JAVA程序开发,提高JAVA性能
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。
在Java程序中,性能问题的大部分原因并不在于Java语言,而是在于程序本身。养成好的代码编写习惯非常重要,比如正确地、巧妙地运用java.lang.String
类和java.util.Vector
类,它能够显著地提高程序的性能。下面我们就来具体地分析一下这方面的问题。
- 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%。 - 尽量重用对象
特别是String
对象的使用中,出现字符串连接情况时应用StringBuffer
代替。由于系统不仅要花时间生成对象,以后可能还需花时间对这些对象进行垃圾回收和处理。因此,生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - JVM的GC机制
JVM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
。 - 在使用同步机制时,应尽量使用方法同步代替代码块同步。
- 尽量减少对变量的重复计算
例如:
应替换为:for(int i = 0; i < list.size(); i++) { ... }
for(int i = 0, len = list.size(); i < len; i++) { ... }
- 尽量采用lazy loading 的策略,即在需要的时候才开始创建。
例如:
应替换为:String str = "aaa"; if(i == 1) { list.add(str); }
if(i == 1) { String str = "aaa"; list.add(str); }
- 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。 - 不要在循环中使用try...catch
应把其放置在最外层。 - 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 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。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(216+2),当追加到34个字符的时候就会将容量增加到70(2*34+2)。无论何时只要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。
- 合理地使用
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。 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,否则下面的代码对性能不利:
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(0,obj); }
Object obj = new Object(); Vector v = new Vector(100000); for(int i=0; i<100000; i++) { v.add(obj); }
- 当复制大量数据时,使用
System.arraycopy()
命令。 - 代码重构:增强代码的可读性。
- 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。 - 乘法和除法
用移位操作替代乘法操作可以极大地提高性能。例如:for (val = 0; val < 100000; val +=5) { alterX = val << 3; myResult = val << 1; }
- 在JSP页面中关闭无用的会话。
- JDBC与I/O
如果应用程序需要访问一个规模很大的数据集,则应当考虑使用块提取方式。默认情况下,JDBC每次提取32行数据。如果把块大小改成512,则调用数据库的次数将减少到10次。 - Servlet与内存使用
许多开发者随意地把大量信息保存到用户会话之中。一些时候,保存在会话中的对象没有及时地被垃圾回收机制回收。解决这类内存问题主要有两种办法:- 实现
HttpSessionBindingListener
接口。 - 尽快地把会话作废。
- 实现
- 使用缓冲标记
一些应用服务器加入了面向JSP的缓冲标记功能。例如,BEA的WebLogic Server从6.0版本开始支持这个功能。 - 选择合适的引用机制
在典型的JSP应用系统中,页头、页脚部分往往被抽取出来,然后根据需要引入页头、页脚。当前,在JSP页面中引入外部资源的方法主要有两种:include
指令include
动作
- 及时清除不再需要的会话
调用HttpSession.invalidate()
方法清除会话。 - 不要将数组声明为:
public static final
。 - HashMap的遍历效率讨论
使用entrySet()
遍历效率高于使用keySet()
。
如何提高Java性能
提高JAVA的性能,一般考虑如下的四个主要方面:
- 程序设计的方法和模式
一个良好的设计能提高程序的性能,因为它充分利用了各种资源,如内存、CPU、高速缓存、对象缓冲池及多线程,从而设计出高性能和可伸缩性强的系统。 - JAVA布署的环境
JAVA布署的环境就是指用来解释和执行JAVA字节码的技术,包括解释指令技术、及时编译技术、适应性优化技术、动态优化提前编译为机器码的技术和编译为机器码的技术。 - JAVA应用程序的实现
为了找到影响程序性能的瓶颈代码,一般会使用一些辅助的工具,如Jprobe、Optimizit、Vtune以及一些分析的工具如TowerJ Performance等。 - 硬件和操作系统
提高JAVA应用程序的性能,需要找到应用程序性能的瓶颈,并采取适当的方法,如设计模式、布署的环境、操作系统的调整等。
如何编写高度优化的Java程序
下面是一些在JAVA程序的设计和编码中经常采用的方法和技巧,可以提高JAVA程序的性能:
- 对象的生成和大小的调整
生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响。 - 异常(Exceptions)
避免对应用程序的逻辑使用try/catch,重用异常。 - 线程(Threading)
正确使用线程,避免过多的同步,同步方法而不要同步整个代码段。 - 输入和输出(I/O)
使用输入输出缓冲,输出流和Unicode字符串,使用transient,使用高速缓存,使用速度快的JDBC驱动器。 - 其他经验和技巧
使用局部变量,避免在同一个类中动过调用函数或方法(get或set)来设置或调用变量,避免在循环中生成同一个变量或调用同一个函数(参数变量也一样),尽可能的使用static、final、private等关键字,当复制大量数据时,使用System.arraycopy()命令。
Java性能如何优化?
代码优化细节
- 尽量指定类、方法的final修饰符
带有final
修饰符的类是不可派生的。为类指定final
修饰符可以让类不可以被继承,为方法指定final
修饰符可以让方法不可以被重写。 - 尽量重用对象
特别是String
对象的使用,出现字符串连接时应该使用StringBuilder/StringBuffer
代替。 - 尽可能使用局部变量
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中,速度较快。 - 及时关闭流
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,及时关闭以释放资源。 - 尽量减少对变量的重复计算
例如:
建议替换为:for (int i = 0; i < list.size(); i++) { ... }
for (int i = 0, length = list.size(); i < length; i++) { ... }
java中大量数据如何提高性能?
通过使用一些辅助性工具找到程序中的瓶颈,然后对瓶颈部分的代码进行优化。一般有两种方案:即优化代码或更改设计方法。我们一般会选择后者,因为不去调用以下代码要比调用一些优化的代码更能提高程序的性能。 下面将提供一些在JAVA程序的设计和编码中,为了能够提高JAVA程序的性能而经常采用的一些方法和技巧。
- 对象的生成和大小的调整
生成过多的对象将会给程序的性能带来非常大的影响。 - 异常(Exceptions)
避免对应用程序的逻辑使用try/catch,重用异常。 - 线程(Threading)
正确使用线程,避免过多的同步,同步方法而不要同步整个代码段。 - 输入和输出(I/O)
使用输入输出缓冲,输出流和Unicode字符串,使用transient,使用高速缓存,使用速度快的JDBC驱动器。 - 其他经验和技巧
使用局部变量,避免在同一个类中动过调用函数或方法(get或set)来设置或调用变量,避免在循环中生成同一个变量或调用同一个函数(参数变量也一样),尽可能的使用static、final、private等关键字。
怎么做JAVA程序性能优化
- 尽量指定类、方法的final修饰符
带有final
修饰符的类是不可派生的,Java编译器会寻找机会内联所有的final
方法,此举能够使性能平均提高50%。 - 尽量重用对象
由于Java虚拟机不仅要花时间生成对象,以后可能还需要花时间对这些对象进行垃圾回收和处理,因此生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响。 - 尽可能使用局部变量
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中速度较快,其他变量,如静态变量、实例变量等,都在堆中创建速度较慢。 - 慎用异常
异常对性能不利,只要有异常被抛出,Java虚拟机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。 - 乘法和除法使用移位操作
用移位操作可以极大地提高性能,因为在计算机底层,对位的操作是最方便、最快的,但是移位操作虽然快,可能会使代码不太好理解,因此最好加上相应的注释。 - 尽量使用HashMap、ArrayList、StringBuilder
除非线程安全需要,否则不推荐使用Hashtable
、Vector
、StringBuffer
,后三者由于使用同步机制而导致了性能开销。 - 尽量在合适的场合使用单例
使用单例可以减轻加载的负担、缩短加载的时间、提高加载的效率,但并不是所有地方都适用于单例。