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java程序性能优化

 
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一、避免在循环条件中使用复杂表达式

 

在不做编译优化的情况下,在循环中,循环条件会被反复计算,如果不使用复杂表达式,而使循环条件值不变的话,程序将会运行的更快。

 

例子:

import java.util.vector;

class cel {

    void method (vector vector) {

        for (int i = 0; i < vector.size (); i++)  // violation

            ; // ...

    }

}

 

更正:

class cel_fixed {

    void method (vector vector) {

        int size = vector.size ()

        for (int i = 0; i < size; i++)

            ; // ...

    }

}

二、为vectors 和 hashtables定义初始大小

 

jvm为vector扩充大小的时候需要重新创建一个更大的数组,将原原先数组中的内容复制过来,最后,原先的数组再被回收。可见vector容量的扩大是一个颇费时间的事。

通常,默认的10个元素大小是不够的。你最好能准确的估计你所需要的最佳大小。

 

例子:

import java.util.vector;

public class dic {

    public void addobjects (object[] o) {

        // if length > 10, vector needs to expand 

        for (int i = 0; i< o.length;i++) {    

            v.add(o);   // capacity before it can add more elements.

        }

    }

    public vector v = new vector();  // no initialcapacity.

}

 

更正:

自己设定初始大小。

    public vector v = new vector(20);  

    public hashtable hash = new hashtable(10); 

 

参考资料:

dov bulka, "java performance and scalability volume 1: server-side programming 

techniques" addison wesley, isbn: 0-201-70429-3 pp.55 – 57

 

三、在finally 块中关闭stream

 

程序中使用到的资源应当被释放,以避免资源泄漏。这最好在finally块中去做。不管程序执行的结果如何,finally块总是会执行的,以确保资源的正确关闭。

         

例子:

import java.io.*;

public class cs {

    public static void main (string args[]) {

        cs cs = new cs ();

        cs.method ();

    }

    public void method () {

        try {

            fileinputstream fis = new fileinputstream ("cs.java");

            int count = 0;

            while (fis.read () != -1)

                count++;

            system.out.println (count);

            fis.close ();

        } catch (filenotfoundexception e1) {

        } catch (ioexception e2) {

        }

    }

}

         

更正:

在最后一个catch后添加一个finally块

 

参考资料:

peter haggar: "practical java - programming language guide".

addison wesley, 2000, pp.77-79

四、使用system.arraycopy () 代替通过来循环复制数组

 

system.arraycopy () 要比通过循环来复制数组快的多。

         

例子:

public class irb

{

    void method () {

        int[] array1 = new int [100];

        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {

            array1 [i] = i;

        }

        int[] array2 = new int [100];

        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {

            array2 [i] = array1 [i];                 // violation

        }

    }

}

         

更正:

public class irb

{

    void method () {

        int[] array1 = new int [100];

        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {

            array1 [i] = i;

        }

        int[] array2 = new int [100];

        system.arraycopy(array1, 0, array2, 0, 100);

    }

}

         

参考资料:

http://www.cs.cmu.edu/~jch/java/speed.html 

 

五、让访问实例内变量的getter/setter 方法变成”final”

 

简单的getter/setter方法应该被置成final,这会告诉编译器,这个方法不会被重载,所以,可以变成”inlined”

 

例子:

class maf {

    public void setsize (int size) {

         _size = size;

    }

    private int _size;

}

 

更正:

class daf_fixed {

    final public void setsize (int size) {

         _size = size;

    }

    private int _size;

}

 

参考资料:

warren n. and bishop p. (1999), "java in practice", p. 4-5

addison-wesley, isbn 0-201-36065-9

 

六、避免不需要的instanceof 操作

 

如果左边的对象的静态类型等于右边的,instanceof表达式返回永远为true。

         

例子:         

public class uiso {

    public uiso () {}

}

class dog extends uiso {

    void method (dog dog, uiso u) {

        dog d = dog;

        if (d instanceof uiso) // always true.

            system.out.println("dog is a uiso"); 

        uiso uiso = u;

        if (uiso instanceof object) // always true.

            system.out.println("uiso is an object"); 

    }

}

         

更正:         

删掉不需要的instanceof操作。

         

class dog extends uiso {

    void method () {

        dog d;

        system.out.println ("dog is an uiso");

        system.out.println ("uiso is an uiso");

    }

}

 

七、避免不需要的造型操作

 

所有的类都是直接或者间接继承自object。同样,所有的子类也都隐含的“等于”其父类。那么,由子类造型至父类的操作就是不必要的了。

例子:

class unc {

    string _id = "unc";

}

class dog extends unc {

    void method () {

        dog dog = new dog ();

        unc animal = (unc)dog;  // not necessary.

        object o = (object)dog;         // not necessary.

    }

}

         

更正:         

class dog extends unc {

    void method () {

        dog dog = new dog();

        unc animal = dog;

        object o = dog;

    }

}

         

参考资料:

nigel warren, philip bishop: "java in practice - design styles and idioms

for effective java".  addison-wesley, 1999. pp.22-23

八、如果只是查找单个字符的话,用charat() 代替startswith()

 

用一个字符作为参数调用startswith()也会工作的很好,但从性能角度上来看,调用用string api无疑是错误的!

         

例子:

public class pcts {

    private void method(string s) {

        if (s.startswith("a")) { // violation

            // ...

        }

    }

}

         

更正         

将startswith() 替换成charat().

public class pcts {

    private void method(string s) {

        if (a == s.charat(0)) {

            // ...

        }

    }

}

         

参考资料:

dov bulka, "java performance and scalability volume 1: server-side programming 

techniques"  addison wesley, isbn: 0-201-70429-3

九、使用移位操作来代替a / b 操作

 

"/"是一个很“昂贵”的操作,使用移位操作将会更快更有效。

 

例子:

public class sdiv {

    public static final int num = 16;

    public void calculate(int a) {

        int div = a / 4;            // should be replaced with "a >> 2".

        int div2 = a / 8;         // should be replaced with "a >> 3".

        int temp = a / 3;

    }

}

 

更正:

public class sdiv {

    public static final int num = 16;

    public void calculate(int a) {

        int div = a >> 2;  

        int div2 = a >> 3; 

        int temp = a / 3;       // 不能转换成位移操作

    }

}

 

十、使用移位操作代替a * b

 

同上。

[i]但我个人认为,除非是在一个非常大的循环内,性能非常重要,而且你很清楚你自己在做什么,方可使用这种方法。否则提高性能所带来的程序晚读性的降低将是不合算的。 

 

例子:

public class smul {

    public void calculate(int a) {

        int mul = a * 4;            // should be replaced with "a << 2".

        int mul2 = 8 * a;         // should be replaced with "a << 3".

        int temp = a * 3;

    }

}

 

更正:

package opt;

public class smul {

    public void calculate(int a) {

        int mul = a << 2;  

        int mul2 = a << 3; 

        int temp = a * 3;       // 不能转换

    }

}

十一、在字符串相加的时候,使用 代替 " ",如果该字符串只有一个字符的话

 

 

例子:

public class str {

    public void method(string s) {

        string string = s + "d"  // violation.

        string = "abc" + "d"      // violation.

    }

}

 

更正:

将一个字符的字符串替换成 

public class str {

    public void method(string s) {

        string string = s + d

        string = "abc" + d   

    }

}

十二、不要在循环中调用synchronized( 同步)方法

 

方法的同步需要消耗相当大的资料,在一个循环中调用它绝对不是一个好主意。

 

例子:

import java.util.vector;

public class syn {

    public synchronized void method (object o) {

    }

    private void test () {

        for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {

            method (vector.elementat(i));    // violation

        }

    }

    private vector vector = new vector (5, 5);

}

 

更正:

不要在循环体中调用同步方法,如果必须同步的话,推荐以下方式:

import java.util.vector;

public class syn {

    public void method (object o) {

    }

private void test () {

    synchronized{//在一个同步块中执行非同步方法

            for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {

                method (vector.elementat(i));   

            }

        }

    }

    private vector vector = new vector (5, 5);

}

十三、将try/catch 块移出循环

 

把try/catch块放入循环体内,会极大的影响性能,如果编译jit被关闭或者你所使用的是一个不带jit的jvm,性能会将下降21%之多!

         

例子:         

import java.io.fileinputstream;

public class try {

    void method (fileinputstream fis) {

        for (int i = 0; i < size; i++) {

            try {                                      // violation

                _sum += fis.read();

            } catch (exception e) {}

        }

    }

    private int _sum;

}

         

更正:         

将try/catch块移出循环         

    void method (fileinputstream fis) {

        try {

            for (int i = 0; i < size; i++) {

                _sum += fis.read();

            }

        } catch (exception e) {}

    }

         

参考资料:

peter haggar: "practical java - programming language guide".

addison wesley, 2000, pp.81 – 83

十四、对于boolean 值,避免不必要的等式判断

 

将一个boolean值与一个true比较是一个恒等操作(直接返回该boolean变量的值). 移走对于boolean的不必要操作至少会带来2个好处:

1)代码执行的更快 (生成的字节码少了5个字节);

2)代码也会更加干净 。

 

例子:

public class ueq

{

    boolean method (string string) {

        return string.endswith ("a") == true;   // violation

    }

}

 

更正:

class ueq_fixed

{

    boolean method (string string) {

        return string.endswith ("a");

    }

}

十五、对于常量字符串,用string 代替 stringbuffer

 

常量字符串并不需要动态改变长度。

例子:

public class usc {

    string method () {

        stringbuffer s = new stringbuffer ("hello");

        string t = s + "world!";

        return t;

    }

}

 

更正:

把stringbuffer换成string,如果确定这个string不会再变的话,这将会减少运行开销提高性能。

十六、用stringtokenizer 代替 indexof() 和substring()

 

字符串的分析在很多应用中都是常见的。使用indexof()和substring()来分析字符串容易导致stringindexoutofboundsexception。而使用stringtokenizer类来分析字符串则会容易一些,效率也会高一些。

 

例子:

public class ust {

    void parsestring(string string) {

        int index = 0;

        while ((index = string.indexof(".", index)) != -1) {

            system.out.println (string.substring(index, string.length()));

        }

    }

}

 

参考资料:

graig larman, rhett guthrie: "java 2 performance and idiom guide"

prentice hall ptr, isbn: 0-13-014260-3 pp. 282 – 283

十七、使用条件操作符替代"if (cond) return; else return;" 结构

 

条件操作符更加的简捷

例子:

public class if {

    public int method(boolean isdone) {

        if (isdone) { 

            return 0;

        } else {

            return 10;

        }

    }

}

 

更正:

public class if {

    public int method(boolean isdone) {

        return (isdone ? 0 : 10);

    }

}

十八、使用条件操作符代替"if (cond) a = b; else a = c;" 结构

 

例子:

public class ifas {

    void method(boolean istrue) {

        if (istrue) { 

            _value = 0;

        } else {

            _value = 1;

        }

    }

    private int _value = 0;

}

 

更正:

public class ifas {

    void method(boolean istrue) {

        _value = (istrue ? 0 : 1);       // compact expression.

    }

    private int _value = 0;

}

十九、不要在循环体中实例化变量

 

在循环体中实例化临时变量将会增加内存消耗

 

例子:         

import java.util.vector;

public class loop {

    void method (vector v) {

        for (int i=0;i < v.size();i++) {

            object o = new object();

            o = v.elementat(i);

        }

    }

}

         

更正:         

在循环体外定义变量,并反复使用         

import java.util.vector;

public class loop {

    void method (vector v) {

        object o;

        for (int i=0;i<v.size();i++) {

            o = v.elementat(i);

        }

    }

}

二十、确定 stringbuffer 的容量

 

stringbuffer的构造器会创建一个默认大小(通常是16)的字符数组。在使用中,如果超出这个大小,就会重新分配内存,创建一个更大的数组,并 将原先的数组复制过来,再丢弃旧的数组。在大多数情况下,你可以在创建stringbuffer的时候指定大小,这样就避免了在容量不够的时候自动增长, 以提高性能。

 

例子:         

public class rsbc {

    void method () {

        stringbuffer buffer = new stringbuffer(); // violation

        buffer.append ("hello");

    }

}

         

更正:         

为stringbuffer提供寝大小。         

public class rsbc {

    void method () {

        stringbuffer buffer = new stringbuffer(max);

        buffer.append ("hello");

    }

    private final int max = 100;

}

         

参考资料:

dov bulka, "java performance and scalability volume 1: server-side programming 

techniques" addison wesley, isbn: 0-201-70429-3 p.30 – 31

二十一、尽可能的使用栈变量

 

如果一个变量需要经常访问,那么你就需要考虑这个变量的作用域了。static? local?还是实例变量?访问静态变量和实例变量将会比访问局部变量多耗费2-3个时钟周期。

         

例子:

public class usv {

    void getsum (int[] values) {

        for (int i=0; i < value.length; i++) {

            _sum += value[i];           // violation.

        }

    }

    void getsum2 (int[] values) {

        for (int i=0; i < value.length; i++) {

            _staticsum += value[i];

        }

    }

    private int _sum;

    private static int _staticsum;

}     

         

更正:         

如果可能,请使用局部变量作为你经常访问的变量。

你可以按下面的方法来修改getsum()方法:         

void getsum (int[] values) {

    int sum = _sum;  // temporary local variable.

    for (int i=0; i < value.length; i++) {

        sum += value[i];

    }

    _sum = sum;

}

         

参考资料:         

peter haggar: "practical java - programming language guide".

addison wesley, 2000, pp.122 – 125

二十二、不要总是使用取反操作符(!)

 

取反操作符(!)降低程序的可读性,所以不要总是使用。

 

例子:

public class dun {

    boolean method (boolean a, boolean b) {

        if (!a)

            return !a;

        else

            return !b;

    }

}

 

更正:

如果可能不要使用取反操作符(!)

二十三、与一个接口 进行instanceof操作

 

基于接口的设计通常是件好事,因为它允许有不同的实现,而又保持灵活。只要可能,对一个对象进行instanceof操作,以判断它是否某一接口要比是否某一个类要快。

 

例子:

public class insof {

    private void method (object o) {

        if (o instanceof interfacebase) { }  // better

        if (o instanceof classbase) { }   // worse.

    }

}

 

class classbase {}

interface interfacebase {}

 

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