Java之基础(1) - 编程中“为了性能”尽量要做到的一些地方

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

 

1. public class A{
2. static B b = new B();
3. }

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。

相关回复：

xuanyuan 写道

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。

 

wuzhengju 写道

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！