Java编程中“为了性能”尽量要做到的一些地方

转自：http://www.iteye.com/magazines/66

最近的机器内存又爆满了，除了新增机器内存外，还应该好好review一下我们的代码，有很多代码编写过于随意化，这些不好的习惯或对程序语言的不了解是应该好好打压打压了。


下面是参考网络资源总结的一些在Java编程中尽可能要做到的一些地方。


1. 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，简单来说，单例主要适用于以下三个方面：
第一，控制资源的使用，通过线程同步来控制资源的并发访问；
第二，控制实例的产生，以达到节约资源的目的；
第三，控制数据共享，在不建立直接关联的条件下，让多个不相关的进程或线程之间实现通信。

2. 尽量避免随意使用静态变量


要知道，当某个对象被定义为stataic变量所引用，那么gc通常是不会回收这个对象所占有的内存，如

public class A{   
   static B b = new B();   
} 

此时静态变量b的生命周期与A类同步，如果A类不会卸载，那么b对象会常驻内存，直到程序终止。


3. 尽量避免过多过常的创建Java对象


尽量避免在经常调用的方法，循环中new对象，由于系统不仅要花费时间来创建对象，而且还要花时间对这些对象进行垃圾回收和处理，在我们可以控制的范围内，最大限度的重用对象，最好能用基本的数据类型或数组来替代对象。


4. 尽量使用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防止了使用者覆盖length()方法。另外，如果一个类是final的，则该类所有方法都是final的。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%。



5. 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。


6. 尽量处理好包装类型和基本类型两者的使用场所


虽然包装类型和基本类型在使用过程中是可以相互转换，但它们两者所产生的内存区域是完全不同的，基本类型数据产生和处理都在栈中处理，包装类型是对象，是在堆中产生实例。
在集合类对象，有对象方面需要的处理适用包装类型，其他的处理提倡使用基本类型。


7. 慎用synchronized，尽量减小synchronize的方法


都知道，实现同步是要很大的系统开销作为代价的，甚至可能造成死锁，所以尽量避免无谓的同步控制。synchronize方法被调用时，直接会把当前对象锁 了，在方法执行完之前其他线程无法调用当前对象的其他方法。所以synchronize的方法尽量小，并且应尽量使用方法同步代替代码块同步。


8. 尽量使用StringBuilder和StringBuffer进行字符串连接


这个就不多讲了。


9. 尽量不要使用finalize方法


实际上，将资源清理放在finalize方法中完成是非常不好的选择，由于GC的工作量很大，尤其是回收Young代内存时，大都会引起应用程序暂停，所以再选择使用finalize方法进行资源清理，会导致GC负担更大，程序运行效率更差。



10. 尽量使用基本数据类型代替对象


String str = "hello";
上面这种方式会创建一个“hello”字符串，而且JVM的字符缓存池还会缓存这个字符串；
String str = new String("hello");
此时程序除创建字符串外，str所引用的String对象底层还包含一个char[]数组，这个char[]数组依次存放了h,e,l,l,o



11. 单线程应尽量使用HashMap、ArrayList


HashTable、Vector等使用了同步机制，降低了性能。



12. 尽量合理的创建HashMap


当你要创建一个比较大的hashMap时，充分利用另一个构造函数
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)
避免HashMap多次进行了hash重构,扩容是一件很耗费性能的事，在默认中initialCapacity只有16，而loadFactor是 0.75，需要多大的容量，你最好能准确的估计你所需要的最佳大小，同样的Hashtable，Vectors也是一样的道理。



13. 尽量减少对变量的重复计算


如
for(int i=0;i<list.size();i++)
应该改为
for(int i=0,len=list.size();i<len;i++)
并且在循环中应该避免使用复杂的表达式，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。



14. 尽量避免不必要的创建


如
A a = new A();
if(i==1){list.add(a);}
应该改为
if(i==1){
A a = new A();
list.add(a);}



15. 尽量在finally块中释放资源


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。



16. 尽量使用移位来代替'a/b'的操作


"/"是一个代价很高的操作，使用移位的操作将会更快和更有效
如
int num = a / 4;
int num = a / 8;
应该改为
int num = a >> 2;
int num = a >> 3;
但注意的是使用移位应添加注释，因为移位操作不直观，比较难理解



17.尽量使用移位来代替'a*b'的操作


同样的，对于'*'操作，使用移位的操作将会更快和更有效
如
int num = a * 4;
int num = a * 8;
应该改为
int num = a << 2;
int num = a << 3;



18. 尽量确定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。
如：StringBuffer buffer = new StringBuffer(1000); 


19. 尽量早释放无用对象的引用


大部分时，方法局部引用变量所引用的对象 会随着方法结束而变成垃圾，因此，大部分时候程序无需将局部，引用变量显式设为null。
例如：

Public void test(){
Object obj = new Object();
……
Obj=null;
} 

上面这个就没必要了，随着方法test()的执行完成，程序中obj引用变量的作用域就结束了。但是如果是改成下面：

Public void test(){
Object obj = new Object();
……
Obj=null;
//执行耗时，耗内存操作；或调用耗时，耗内存的方法
……
} 

这时候就有必要将obj赋值为null，可以尽早的释放对Object对象的引用。



20. 尽量避免使用二维数组


二维数据占用的内存空间比一维数组多得多，大概10倍以上。



21. 尽量避免使用split


除非是必须的，否则应该避免使用split，split由于支持正则表达式，所以效率比较低，如果是频繁的几十，几百万的调用将会耗费大量资源，如果确实需 要频繁的调用split，可以考虑使用apache的StringUtils.split(string,char)，频繁split的可以缓存结果。



22. ArrayList & LinkedList


一 个是线性表，一个是链表，一句话，随机查询尽量使用ArrayList，ArrayList优于LinkedList，LinkedList还要移动指 针，添加删除的操作LinkedList优于ArrayList，ArrayList还要移动数据，不过这是理论性分析，事实未必如此，重要的是理解好2 者得数据结构，对症下药。



23. 尽量使用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



24. 尽量缓存经常使用的对象


尽可能将经常使用的对象进行缓存，可以使用数组，或HashMap的容器来进行缓存，但这种方式可能导致系统占用过多的缓存，性能下降，推荐可以使用一些第三方的开源工具，如EhCache，Oscache进行缓存，他们基本都实现了FIFO/FLU等缓存算法。



25. 尽量避免非常大的内存分配


有时候问题不是由当时的堆状态造成的，而是因为分配失败造成的。分配的内存块都必须是连续的，而随着堆越来越满，找到较大的连续块越来越困难。



26. 慎用异常


当创建一个异常时，需要收集一个栈跟踪(stack track)，这个栈跟踪用于描述异常是在何处创建的。构建这些栈跟踪时需要为运行时栈做一份快照，正是这一部分开销很大。当需要创建一个 Exception 时，JVM 不得不说：先别动，我想就您现在的样子存一份快照，所以暂时停止入栈和出栈操作。栈跟踪不只包含运行时栈中的一两个元素，而是包含这个栈中的每一个元素。
如 果您创建一个 Exception ，就得付出代价。好在捕获异常开销不大，因此可以使用 try-catch 将核心内容包起来。从技术上讲，您甚至可以随意地抛出异常，而不用花费很大的代价。招致性能损失的并不是 throw 操作——尽管在没有预先创建异常的情况下就抛出异常是有点不寻常。真正要花代价的是创建异常。幸运的是，好的编程习惯已教会我们，不应该不管三七二十一就 抛出异常。异常是为异常的情况而设计的，使用时也应该牢记这一原则。