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java编程中'为了性能'一些尽量做到的地方

 
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最近的机器内存又爆满了,出了新增机器内存外,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和总结一些在java编程中尽可能做到的一些地方
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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
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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。
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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。
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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%。
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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。
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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。
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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。
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8.尽量使用StringBuilder和StringBuffer进行字符串连接
这个就不多讲了
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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。
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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
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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。
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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。
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13.尽量减少对变量的重复计算
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。 
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14.尽量避免不必要的创建
A a = new A();
if(i==1){list.add(a);}
应该改为
if(i==1){
A a = new A();
list.add(a);}
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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。 
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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
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
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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
int num = a * 4;
int num = a * 8;
应该改为
int num = a << 2;
int num = a << 3;
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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);  
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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。
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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。
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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。
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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。
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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 
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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。
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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。
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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。

文章主要是为了抛砖引玉,希望有更多牛人的指点

谢谢的 xuanyuan 的建议:
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7.慎用synchronized,尽量减小synchronize的方法
re:同意,不过文中有个地方说错了,使用synchronized关键字并不一定都是锁定当前对象的,要看具体的锁是什么。如果是在方法上加的synchronized,则是以对象本身为锁的,如果是静态方法则锁的粒度是类。
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9.尽量不要使用finalize方法
re:同意,其实不推荐用finalize方法的根本原因在于,JVM的规范并不保证何时执行该方法,所以用这个方法来释放资源很不合适,有可能造成长时间资源得不到释放。
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16.尽量使用移位来代替'a/b'的操作;17.尽量使用移位来代替'a*b'的操作
re:个人不太同意这两条。这样做确实有更好的性能,但是却牺牲了可读性。这两个操作符对很多程序员来说并不直观。我认为在如今硬件价格不那么昂贵的情况下,略微牺牲一些性能,换来更好的可读性和可维护性是好的选择。
===================================================
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
……
}
如果Object obj = new Object(); 如果这对象并不是大对象,这有必要吗?Obj=null;只是告诉jvm这个对象已经成为垃圾,至于什么时候回收,还不能确定! 这可读性也不好!
111
20
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评论
31 楼 llade 2012-03-12  
关于第四点:用final未必快,和HotSpot动态编译优化相关。参考:

http://www.webjx.com/exam/java-2255.html
http://topic.csdn.net/u/20110509/13/ecf93de3-f432-410c-b3be-d6e5af92dbd5.html

关于第八点:“+”有时候字节码编译为StringBuilder,所以需要视情况而定。
参考:
http://www.diybl.com/course/3_program/java/javajs/20090302/156380.html
30 楼 zhaoaifeiyu 2012-03-12  
最近正在被Java的性能困扰着,程序多开几个页面就会爆出内存溢出异常,这篇文章还是有很大启发的,谢谢!
29 楼 shuai0420 2012-03-10  
总结的很好,学习了
28 楼 zzming630 2012-03-09  
某几项不值得为了些许的性能提升这样做。
阅读流畅,代码简单更重要。
如果为了性能,建议选择另一种语言。
27 楼 freish 2012-03-08  
看了下,不少自以为是的做法
26 楼 xin483321 2012-03-08  
Java编程思想说不鼓励第四条;理由记不太清了
25 楼 zuchunlei2010 2011-08-30  
很多经验,很有用。最近正在做代码重构,这些经验很具有指导性。
24 楼 helloandroid 2011-08-29  
美女,总结得不错哈
23 楼 sjp524617477 2011-08-26  
赞一个
22 楼 stormtoy 2011-08-26  
那个循环我原来一直那么写,没注意到,有些收获
21 楼 chenjingbo 2011-08-26  
sniffer123 写道
chenjingbo 写道


25 大内存分配,jvm会自动分配到旧生代的堆中,需要通过FGC才会被清除..我想说的是,现在大部分的商业jvm采用的旧生代垃圾收集策略都是标记整理算法,所以每次FGC以后都会清理出一段连续的内存空间.如果这个时候内存不足,那么肯定会抛出OOM错误..而不是那种无连续内存的问题



请问能否解释一下这个“现在大部分的商业jvm采用的旧生代垃圾收集策略都是标记整理算法,所以每次FGC以后都会清理出一段连续的内存空间.如果这个时候内存不足,那么肯定会抛出OOM错误..而不是那种无连续内存的问题”
为什么会出现这种情况呢?


首先说下标记-整理算法:堆是一块逻辑上连续的内存.在垃圾回收之前,会是这么一个状态:存活对象,可回收对象和未使用的内存块随机排列在堆当中.而这个标记-整理算法是先将可回收对象给清理了,然后将存活的对象往一端移动,这样最后当垃圾回收好了以后堆中将是一段连续的存活对象内存.后面跟着一块未使用的内存.也就是说,所有的空闲的内存已经被连在一起了..
需要说明的是,如果出现大内存分配不够的情况会触发FGC.如果FGC以后还是内存不足的话,则会抛出OOM 错误.
20 楼 sniffer123 2011-08-26  
chenjingbo 写道


25 大内存分配,jvm会自动分配到旧生代的堆中,需要通过FGC才会被清除..我想说的是,现在大部分的商业jvm采用的旧生代垃圾收集策略都是标记整理算法,所以每次FGC以后都会清理出一段连续的内存空间.如果这个时候内存不足,那么肯定会抛出OOM错误..而不是那种无连续内存的问题



请问能否解释一下这个“现在大部分的商业jvm采用的旧生代垃圾收集策略都是标记整理算法,所以每次FGC以后都会清理出一段连续的内存空间.如果这个时候内存不足,那么肯定会抛出OOM错误..而不是那种无连续内存的问题”
为什么会出现这种情况呢?
19 楼 chenjingbo 2011-08-26  
说明:以下所有的说明都针对HotSpot虚拟机.而对HotSpot虚拟机来说,所有的代码优化措施都集中到了即时编译之中(编译执行和解释执行的区别这里就不多说了),所以很多代码级别的问题我都默认是即时编译的情况下,不多说明了
1 "使用单例可以减轻加载的负担",这句话应该说不是很全面.单例一般使用两种方式,一个是懒汉模式,第二个是恶汉模式.如果是懒汉模式 ,那么在并发的情况下可能会有问题.甚至需要synchronized.如果是恶汉模式,那么它是存放在方法区,和你说的第二点有冲突.不是么

2 这个我补充的一点,类变量会保存在方法区,我们一般关心的垃圾回收是针对堆内存.这压根是分配在两个不同的地方.但是从节省内存的角度来看,这个是没有错的.

3 用基本数据类型和数组替代对象,会造成可读性的下降.但是还是那句话,从内存的角度来说是对的.

4 方法内联的优化并不一定只针对final的对象或者类.这一点可以确定.

5 局部变量表中,存在栈中的数据只有八种基本数据类型+reference类型+returnAddress类型.所创建的实例对象仍然是分配到堆当中.按照32位机器来说,没种类型是占用32位(double和float是64位),其实并不大.而且栈比堆速度快,这个观点我保留意见,因为我也没测试过.但是栈是线程私有的.生命周期很短.所以很快就会被回收.这点确实比分配在堆当中好.

6 提议尽量不要使用自动拆包和装包.这个简单的语法糖其实在编译的时候会自动添加包装类型和基本类型的互转.这个性能会有一点点损耗.大多数人应该不会在乎.呵呵

7 这个不解释.不需要同步的话应该不会有哪个程序员会没事加一个synchronized吧.

9 "尽量不要使用finalize方法" 这个"尽量"可以去掉.原因可以看这个 http://chenjingbo.iteye.com/blog/1119059

10 楼主说的这个 "尽量使用基本数据类型代替对象" 是指常量池么.因为我看你举的例子,好像和这句话没很大关系."hello"并不是一个基本数据类型.

13 如果是纯解释执行的话,这个优化是没有错的.但是,在即时编译中,HotSpot对代码会进行一次优化,其中有一个非常典型的优化就是"公共字表达式消除",就是,如果一个表达式E已经被计算过,并且先前的计算到现在E中所有的变量都没有变化,那么E就会成为公共字表达式,不会再对其进行计算

15 这个我可以说,和性能无关么..

19 原因在于局部变量表Slot的复用会对垃圾回收造成影响,具体不多说明,可以google看具体的资料.我觉得obj是占用大内存的对象的时候才有必要这么设置.否则意义不大吧.

24 本地内存cache速度最快..那种常用的数据不多的可以放到本地内存.

25 大内存分配,jvm会自动分配到旧生代的堆中,需要通过FGC才会被清除..我想说的是,现在大部分的商业jvm采用的旧生代垃圾收集策略都是标记整理算法,所以每次FGC以后都会清理出一段连续的内存空间.如果这个时候内存不足,那么肯定会抛出OOM错误..而不是那种无连续内存的问题

18 楼 androider 2011-08-26  
第八条:新的虚拟机对于字符串的加已经优化过来,在加的量上不是很多的情况下,应该是不需要使用StringBuffer的。具体可以测试一下。

第三条:如果过多的使用基本类型,就会让程序的可读性差,简单的小对象并不会产生多大的消耗,因为JVM已经更新换代了,不是以前的那个JVM了,所以频繁的创建小对象我觉得并没有啥,核心问题是第五条,尽量使用局部变量。

第十六,十七条:有必要吗?乘操作用移位?

其他的好些都学到了,比如:

第十二条,真不知道HashMap可以这么创建对象
第六条,包装类型和基本类型
第十八条,不错,以前我都是使用默认构造器的,很多时候是可以预估StringBuffer的使用量的
第二十条,这个还真不知道
第二十一条,我经常使用split,看样子不是一个好行为,这个的使用场景基本上是字符串的分割,那对于这种字符串叠加,字符串传输,然后分割的场景有什么好的方法吗?



个人建议。
17 楼 344694665 2011-08-26  
  发错了刚才,抱歉- -!
16 楼 344694665 2011-08-26  
 
15 楼 jilen 2011-08-25  
好吧,写错了,性能瓶颈一般不在这些地方
14 楼 jilen 2011-08-25  
短生命周期对象其实多创建一点也无所谓的,gc比我们想得要快。性能瓶颈通常在这些地方,有时候为了代码简洁优雅,牺牲一点点无所谓的性能,我个人认为是值得的。
13 楼 zhaoyu_h 2011-08-25  
总结得挺好的,先赞一个。
大多是在空间使用率上进行了节俭,如果能在时间上也谈谈更多的优化策略就更好了。性能一般不仅仅是指空间使用率,永远是空间与时间之间找一个最佳的平衡吧。 
12 楼 luo_yong_men 2011-08-25  
 

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