java性能優化概要

下面是參考網絡資源總結的一些在Java編程中儘可能要做到的一些地方。
　　1. 儘量在合適的場合使用單例
　　使用單例可以減輕加載的負擔，縮短加載的時間，提高加載的效率，但並不是所有地方都適用於單例，簡單來說，單例主要適用於以下三個方面：
　　第一，控制資源的使用，通過線程同步來控制資源的併發訪問;
　　第二，控制實例的產生，以達到節約資源的目的;
　　第三，控制數據共享，在不建立直接關聯的條件下，讓多個不相關的進程或線程之間實現通信。
　　2. 儘量避免隨意使用靜態變量
　　要知道，當某個對象被定義爲stataic變量所引用，那麼gc通常是不會回收這個對象所佔有的內存，如
　　Java代碼
　　public class A{
　　static B b = new B();
　　}
　　此時靜態變量b的生命週期與A類同步，如果A類不會卸載，那麼b對象會常駐內存，直到程序終止。
　　3. 儘量避免過多過常的創建Java對象
　　儘量避免在經常調用的方法，循環中new對象，由於系統不僅要花費時間來創建對象，而且還要花時間對這些對象進行垃圾回收和處理，在我們可以控制的範圍內，最大限度的重用對象，最好能用基本的數據類型或數組來替代對象。
　　4. 儘量使用final修飾符
　　帶有final修飾符的類是不可派生的。在Java核心API中，有許多應用final的例子，例如java.lang.String.爲String類指定final防止了使用者覆蓋length()方法。另外，如果一個類是final的，則該類所有方法都是final的。Java編譯器會尋找機會內聯(inline)所有的final方法(這和具體的編譯器實現有關)。此舉能夠使性能平均提高50%.
　　5. 儘量使用局部變量
　　調用方法時傳遞的參數以及在調用中創建的臨時變量都保存在棧(Stack)中，速度較快。其他變量，如靜態變量、實例變量等，都在堆(Heap)中創建，速度較慢。
　　6. 儘量處理好包裝類型和基本類型兩者的使用場所
　　雖然包裝類型和基本類型在使用過程中是可以相互轉換，但它們兩者所產生的內存區域是完全不同的，基本類型數據產生和處理都在棧中處理，包裝類型是對象，是在堆中產生實例。
　　在集合類對象，有對象方面需要的處理適用包裝類型，其他的處理提倡使用基本類型。
　　7. 慎用synchronized,儘量減小synchronize的方法
　　都知道，實現同步是要很大的系統開銷作爲代價的，甚至可能造成死鎖，所以儘量避免無謂的同步控制。synchronize方法被調用時，直接會把當前對象鎖了，在方法執行完之前其他線程無法調用當前對象的其他方法。所以synchronize的方法儘量小，並且應儘量使用方法同步代替代碼塊同步。
　　8. 儘量使用StringBuilder和StringBuffer進行字符串連接
　　這個就不多講了。
　　9. 儘量不要使用finalize方法
　　實際上，將資源清理放在finalize方法中完成是非常不好的選擇，由於GC的工作量很大，尤其是回收Young代內存時，大都會引起應用程序暫停，所以再選擇使用finalize方法進行資源清理，會導致GC負擔更大，程序運行效率更差。
　　10. 儘量使用基本數據類型代替對象
　　String str = "hello";
　　上面這種方式會創建一個"hello"字符串，而且JVM的字符緩存池還會緩存這個字符串;
　　String str = new String("hello");
　　此時程序除創建字符串外，str所引用的String對象底層還包含一個char[]數組，這個char[]數組依次存放了h,e,l,l,o
　　11. 單線程應儘量使用HashMap、ArrayList
　　HashTable、Vector等使用了同步機制，降低了性能。
　　12. 儘量合理的創建HashMap
　　當你要創建一個比較大的hashMap時，充分利用另一個構造函數
　　public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)
　　避免HashMap多次進行了hash重構，擴容是一件很耗費性能的事，在默認中initialCapacity只有16,而loadFactor是 0.75,需要多大的容量，你最好能準確的估計你所需要的最佳大小，同樣的Hashtable,Vectors也是一樣的道理。
　　13. 儘量減少對變量的重複計算
　　如
　　for(int i=0;i
　　應該改爲
　　for(int i=0,len=list.size();i
　　並且在循環中應該避免使用複雜的表達式，在循環中，循環條件會被反覆計算，如果不使用複雜表達式，而使循環條件值不變的話，程序將會運行的更快。
　　14. 儘量避免不必要的創建
　　如
　　A a = new A();
　　if(i==1){list.add(a);}
　　應該改爲
　　if(i==1){
　　A a = new A();
　　list.add(a);}
　　15. 儘量在finally塊中釋放資源
　　程序中使用到的資源應當被釋放，以避免資源泄漏。這最好在finally塊中去做。不管程序執行的結果如何，finally塊總是會執行的，以確保資源的正確關閉。
　　16. 儘量使用移位來代替'a/b'的操作
　　"/"是一個代價很高的操作，使用移位的操作將會更快和更有效
　　如
　　int num = a / 4;
　　int num = a / 8;
　　應該改爲
　　int num = a 》 2;
　　int num = a 》 3;
　　但注意的是使用移位應添加註釋，因爲移位操作不直觀，比較難理解
　　17.儘量使用移位來代替'a*b'的操作
　　同樣的，對於'*'操作，使用移位的操作將會更快和更有效
　　如
　　int num = a * 4;
　　int num = a * 8;
　　應該改爲
　　int num = a 《 2;
　　int num = a 《 3;
　　18. 儘量確定StringBuffer的容量
　　StringBuffer 的構造器會創建一個默認大小(通常是16)的字符數組。在使用中，如果超出這個大小，就會重新分配內存，創建一個更大的數組，並將原先的數組複製過來，再丟棄舊的數組。在大多數情況下，你可以在創建 StringBuffer的時候指定大小，這樣就避免了在容量不夠的時候自動增長，以提高性能。
　　如：StringBuffer buffer = new StringBuffer(1000);
　　19. 儘量早釋放無用對象的引用
　　大部分時，方法局部引用變量所引用的對象會隨着方法結束而變成垃圾，因此，大部分時候程序無需將局部，引用變量顯式設爲null.
　　例如：
　　Java代碼
　　Public void test(){
　　Object obj = new Object();
　　……
　　Obj=null;
　　}
　　上面這個就沒必要了，隨着方法test()的執行完成，程序中obj引用變量的作用域就結束了。但是如果是改成下面：
　　Java代碼
　　Public void test(){
　　Object obj = new Object();
　　……
　　Obj=null;
　　//執行耗時，耗內存操作;或調用耗時，耗內存的方法
　　……
　　}
　　這時候就有必要將obj賦值爲null,可以儘早的釋放對Object對象的引用。
　　20. 儘量避免使用二維數組
　　二維數據佔用的內存空間比一維數組多得多，大概10倍以上。
　　21. 儘量避免使用split
　　除非是必須的，否則應該避免使用split,split由於支持正則表達式，所以效率比較低，如果是頻繁的幾十，幾百萬的調用將會耗費大量資源，如果確實需要頻繁的調用split,可以考慮使用apache的StringUtils.split(string,char)，頻繁split的可以緩存結果。
　　22. ArrayList & LinkedList
　　一個是線性表，一個是鏈表，一句話，隨機查詢儘量使用ArrayList,ArrayList優於LinkedList,LinkedList還要移動指針，添加刪除的操作LinkedList優於ArrayList,ArrayList還要移動數據，不過這是理論性分析，事實未必如此，重要的是理解好2 者得數據結構，對症下藥。
　　23. 儘量使用System.arraycopy ()代替通過來循環複製數組
　　System.arraycopy() 要比通過循環來複制數組快的多
　　24. 儘量緩存經常使用的對象
　　儘可能將經常使用的對象進行緩存，可以使用數組，或HashMap的容器來進行緩存，但這種方式可能導致系統佔用過多的緩存，性能下降，推薦可以使用一些第三方的開源工具，如EhCache,Oscache進行緩存，他們基本都實現了FIFO/FLU等緩存算法。
　　25. 儘量避免非常大的內存分配
　　有時候問題不是由當時的堆狀態造成的，而是因爲分配失敗造成的。分配的內存塊都必須是連續的，而隨着堆越來越滿，找到較大的連續塊越來越困難。
　　26. 慎用異常
　　當創建一個異常時，需要收集一個棧跟蹤(stack track)，這個棧跟蹤用於描述異常是在何處創建的。構建這些棧跟蹤時需要爲運行時棧做一份快照，正是這一部分開銷很大。當需要創建一個 Exception 時，JVM 不得不說：先別動，我想就您現在的樣子存一份快照，所以暫時停止入棧和出棧操作。棧跟蹤不只包含運行時棧中的一兩個元素，而是包含這個棧中的每一個元素。
　　如果您創建一個 Exception ,就得付出代價。好在捕獲異常開銷不大，因此可以使用 try-catch 將核心內容包起來。從技術上講，您甚至可以隨意地拋出異常，而不用花費很大的代價。招致性能損失的並不是 throw 操作--儘管在沒有預先創建異常的情況下就拋出異常是有點不尋常。真正要花代價的是創建異常。幸運的是，好的編程習慣已教會我們，不應該不管三七二十一就拋出異常。異常是爲異常的情況而設計的，使用時也應該牢記這一原則。
　　(1)。用Boolean.valueOf(boolean b)代替new Boolean()
　　包裝類的內存佔用是很恐怖的，它是基本類型內存佔用的N倍(N>2)，同時new一個對象也是性能的消耗。
　　我們再看看JDK對於Boolean.valueOf(boolean b)的實現：
　　Boolean類提供了兩個常量：
　　Java代碼
　　public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
　　public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);
　　而valueOf(boolean b)的內部實現是：
　　Java代碼
　　return (b ? TRUE : FALSE);
　　因此用Boolean.valueOf(boolean b)代替new Boolean()既能節省空間，又能提高性能。
　　(2)。用Integer.valueOf(int i)代替new Integer()
　　和Boolean類似，java開發中使用Integer封裝int的場合也非常多，並且通常用int表示的數值都非常小。SUN SDK中對Integer的實例化進行了優化，Integer類緩存了-128到127這256個狀態的Integer,如果使用 Integer.valueOf(int i)，傳入的int範圍正好在此內，就返回靜態實例。這樣如果我們使用Integer.valueOf代替new Integer的話也將大大降低內存的佔用。
　　(3)。用StringBuffer的append方法代替"+"進行字符串相加。
　　這個已經被N多人說過N次了，這個就不多說了。
　　(4)。避免過深的類層次結構和過深的方法調用。
　　因爲這兩者都是非常佔用內存的(特別是方法調用更是堆棧空間的消耗大戶)。
　　(5)。變量只有在用到它的時候才定義和實例化。
　　這是初學者最容易犯的錯，合理的使用變量，並且只有在用到它的時候才定義和實例化，能有效的避免內存空間和執行性能上的浪費，從而提高了代碼的效率。
　　(6)。避免在循環體中聲明創建對象，即使該對象佔用內存空間不大。
　　這種情況在我們的實際應用中經常遇到，而且我們很容易犯類似的錯誤，例如下面的代碼：
　　Java代碼
　　for (int i = 0; i < 10000; ++i) {
　　Object obj = new Object();
　　System.out.println("obj= " + obj);
　　}
　　上面的做法會浪費較大的內存空間。正確的做法如下所示：
　　Java代碼
　　Object obj = null;
　　for (int i = 0; i < 10000; ++i) {
　　obj = new Object();
　　System.out.println("obj= "+ obj);
　　}
　　採用上面的第二種編寫方式，僅在內存中保存一份對該對象的引用，而不像上面的第一種編寫方式中代碼會在內存中產生大量的對象引用，浪費大量的內存空間，而且增大了垃圾回收的負荷。因此在循環體中聲明創建對象的編寫方式應該儘量避免。
　　(7)。如果if判斷中多個條件用'||'或者'&&'連接，請將出現頻率最高的條件放在表達式最前面。
　　這個小技巧往往能有效的提高程序的性能，尤其是當if判斷放在循環體裏面時，效果更明顯。
　　1.JVM管理兩種類型的內存：堆內存(heap)，棧內存(stack)，堆內在主要用來存儲程序在運行時創建或實例化的對象與變量。而棧內存則是用來存儲程序代碼中聲明爲靜態(static)(或非靜態)的方法。
　　2.JVM中對象的生命週期，創建階段，應用階段，不可視階段，不可到達階段，可收集階段，終結階段，釋放階段
　　3.避免在循環體中創建對象，即使該對象點用內存空間不大。
　　for(int i=0;i<10000;++i){
　　Object obj = new Object();
　　System.out.println("obj="+obj);
　　}
　　應改成
　　Object obj = null;
　　for(int i=0;i<10000;++i){
　　obj = new Object();
　　System.out.println("obj="+obj);
　　}
　　4.軟引用的主要特點是具有較強的引用功能。只有當內存不夠的時候，纔回收這類內存，因此在內存足夠的時候，它們通常不被回收。它可以用於實現一些常用資源的緩存，實現Cache的功能
　　A a = new A();
　　SoftReference sr = new SoftReference(a);
　　a = null;
　　if(sr !=null){
　　a = sr.get();
　　}else{
　　a = new A();
　　sr = new SoftReference(a);
　　}
　　5.弱引用對象與Soft引用對象最大不同就在於：GC在進行回收時，需要通過算法檢查是否回收Soft引用對象，而對於Weak引用對象，GC總是進行回收。
　　A a = new A();
　　WeakReference wr = new WeakReference(a);
　　a = null;
　　if(sr !=null){
　　a = wr.get();
　　}else{
　　a = new A();
　　wr = new WeakReference(a);
　　}
　　6.共享靜態變量存儲空間
　　7.有時候我們爲了提高系統性能，避免重複耗時的操作，希望能夠重用一些創建完成的對象，利用對象池實現。類似JDBC連接池。
　　8.瞬間值，序列化對象大變量時，如果此大變量又沒有用途，則使用transient聲明，不序列化此變量。同時網絡傳輸中也不傳輸。
　　9.不要提前創建對象
　　void f(){
　　int i;
　　A a = new A();
　　if(…){
　　a.showMessage();
　　}
　　}
　　改成
　　void f(){
　　int i;
　　A a = null;
　　if(…){
　　//用到時才實例化
　　a = new A();
　　a.showMessage();
　　}
　　}
　　10 .(1)最基本的建議就是儘早釋放無用對象的引用
　　A a = new A();
　　a = null; //當使用對象a之後主動將其設置爲空
　　(2)儘量少用finalize函數。
　　(3) 如果需要使用經常用到的圖片展，可以使用軟引用。
　　(4) 注意集合數據類型，包括數組，樹等數據，這些數據結構對GC來說，回收更爲複雜，
　　(5) 儘量避免在類的默認構造器中創建，初始化大量的對象，防止在調用其自類的構造器時造成不必要的內存資源浪費。
　　(6) 儘量避免強制系統做垃圾內存回收。
　　(7) 儘量避免顯式申請數組空間。
　　(8) 儘量在合適的場景下使用對象池技術以提高系統性能，縮減系統內存開銷。
　　11.當做數組拷貝操作時，採用System.arraycopy()方法完成拷貝操作要比採用循環的辦法完成數組拷貝操作效率高
　　12. 儘量避免在循環體中調用方法，因爲方法調用是比較昂貴的。
　　13. 儘量避免在循環體中使用try-catch 塊，最好在循環體外使用try--catch塊以提高系統性能。
　　14. 在多重循環中，如果有可能，儘量將最長的循環放在最內層，最短的循環放在最外層，以減少循環層間的變換次數。
　　15. 在需要線程安全的情況下，使用List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());
　　16. 如果預知長度，就設置ArrayList的長度。
　　17. ArrayList 與 LinkedList 選擇，熟悉底層的實現原理，選擇適當的容器。
　　18. 字符串累加採用StringBuffer.
　　19. 系統I/O優化，採用緩衝和壓縮技術。優化性能。
　　20. 避免在類在構造器的初始化其他類
　　21 儘量避免在構造中對靜態變量做賦值操作
　　22. 不要在類的構造器中創建類的實例
　　23. 組合優化繼承
　　24. 最好通過Class.forname() 動態的裝載類
　　25. JSP優化，採用out 對象中的print方法代替println()方法
　　26 .採用ServletOutputStream 對象代替JSPWriter對象
　　27. 採用適當的值初始化out 對象緩衝區的大小
　　28. 儘量採用forward()方法重定向新的JSP
　　29. 利用線程池技術處理客戶請求
　　30.Servlet優化
　　(1) 通過init()方法來緩存一些靜態數據以提高應用性能。
　　(2) 用print() 方法取代println()方法。
　　(3) 用ServletOutputStream 取代 PrintWriter.
　　(4) 儘量縮小同步代碼數量
　　31. 改善Servlet應用性能的方法
　　(1)不要使用SingleThreadModel
　　(2)使用線程池ThreadPool
　　32. EJB優化
　　實體EJB:
　　(1)實體EJB中常用數據緩存與釋放
　　(2)採用延遲加載的方式裝載關聯數據
　　(3)儘可能地應用CMP類型實體EJB
　　(4)直接採用JDBC技術處理大型數據
　　33. 優化JDBC連接
　　(1)設置合適的預取行值
　　(2)採用連接池技術
　　(3)全合理應用事務
　　(4)選擇合適的事務隔離層與及時關閉連接對象
　　34. PreparedStatemetn只編譯解析一次，而Statement每次都編譯解析。
　　35. 儘可能地做批處理更新
　　36. 通過採用合適的getXXX方法提高系統性能
　　37. 採用設計模式。
 

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