JAVA代碼效率優化

1、 盡量指定類的final修飾符 帶有final修飾符的類是不可派生的。

　　 如果指定一個類為final，則該類所有的方法都是final。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% 。


2、 盡量重用對象。
　　特別是String 對象的使用中，出現字符串連接情況時應用StringBuffer 代替。由於系統不僅要花時間生成對象，以後可能還需花時間對這些對象進行垃圾回收和處理。因此，生成過多的對象將會給程序的性能帶來很大的影響。


3、盡量使用局部變量，

6、 I/O操作中需要及時釋放資源

Java 編程過程中，進行數據庫連接、I/O流操作時務必小心，在使用完畢後，即使關閉以釋放資源。

因為對這些大對象的操作會造成系統大的開銷，稍有不慎，會導致嚴重的後果。

7、 保證過期對象的及時回收

　　由於JVM的有其自身的GC機制，不需要程序開發者的過多考慮，從一定程度上減輕了開發者負擔，但同時也遺漏了隱患，過分的創建對象會消耗系統的大量內 存，嚴重時會導致內存泄露，因此，保證過期對象的及時回收具有重要意義。

JVM回收垃圾的條件是：對象不在被引用；然而，JVM的GC並非十分的機智，即使對象滿足了垃圾回收的條件也不一定會被立即回收。所以，建議我們在對象使用完畢，應手動置成null。


8、 在使用同步機制時，應盡量使用方法同步代替代碼塊同步。


9、盡量減少對變量的重復計算


10、盡量采用lazy loading 的策略，即在需要的時候才開始創建。


11、慎用異常
異常對性能不利。拋出異常首先要創建一個新的對象。Throwable接口的構造函數調用名為fillInStackTrace()的本地 （Native）方法，fillInStackTrace()方法檢查堆棧，收集調用跟蹤信息。只要有異常被拋出，VM就必須調整調用堆棧，因為在處理過 程中創建了一個新的對象。 異常只能用於錯誤處理，不應該用來控制程序流程。


12、不要在循環中使用： Try { } catch() { } 應把其放置在最外層。


13、StringBuffer 的使用：
　　StringBuffer表示了可變的、可寫的字符串。
有三個構造方法 :
StringBuffer (); //默認分配16個字符的空間
StringBuffer (int size); //分配size個字符的空間
StringBuffer (String str); //分配16個字符+str.length()個字符空間
你可以通過StringBuffer的構造函數來設定它的初始化容量，這樣可以明顯地提升性能。

這裏提到的構造函數是StringBuffer(int length)，length參數表示當前的StringBuffer能保持的字符數量。你也可以使用ensureCapacity(int minimumcapacity)方法在StringBuffer對象創建之後設置它的容量。首先我們看看StringBuffer的缺省行為，然後再找 出一條更好的提升性能的途徑。
StringBuffer在內部維護一個字符數組，當你使用缺省的構造函數來創建StringBuffer對象的時候，因為沒有設置初始化字符長 度，StringBuffer的容量被初始化為16個字符，也就是說缺省容量就是16個字符。當StringBuffer達到最大容量的時候，它會將自身 容量增加到當前的2倍再加2，也就是（2*舊值+2）。如果你使用缺省值，初始化之後接著往裏面追加字符，在你追加到第16個字符的時候它會將容量增加到 34（2*16+2），當追加到34個字符的時候就會將容量增加到70（2*34+2）。無論何事只要StringBuffer到達它的最大容量它就不得 不創建一個新的字符數組然後重新將舊字符和新字符都拷貝一遍――這也太昂貴了點。所以總是給StringBuffer設置一個合理的初始化容量值是錯不了 的，這樣會帶來立竿見影的性能增益。StringBuffer初始化過程的調整的作用由此可見一斑。所以，使用一個合適的容量值來初始化 StringBuffer永遠都是一個最佳的建議。


14、合理的使用Java類 java.util.Vector。
簡單地說，一個Vector就是一個java.lang.Object實例的數組。Vector與數組相似，它的元素可以通過整數形式的索引訪問。但是，Vector類型的對象在創建之後，對象的大小能夠根據元素的增加或者刪除而擴展、縮小。請考慮下面這個向Vector加入元素的例子：
Object bj = new Object();
Vector v = new Vector(100000);
for(int I=0;
I<100000; I++) { v.add(0,obj); }

除非有絕對充足的理由要求每次都把新元素插入到Vector的前面，否則上面的代碼對性能不利。在默認構造函數中，Vector的初始存儲能力 是10個元素，如果新元素加入時存儲能力不足，則以後存儲能力每次加倍。Vector類就對象StringBuffer類一樣，每次擴展存儲能力時，所有 現有的元素都要復制到新的存儲空間之中。下面的代碼片段要比前面的例子快幾個數量級：
Object bj = new Object();
Vector v = new Vector(100000);
for(int I=0; I<100000; I++) { v.add(obj); }

同樣的規則也適用於Vector類的remove()方法。由於Vector中各個元素之間不能含有“空隙”，刪除除最後一個元素之外的任意其 他元素都導致被刪除元素之後的元素向前移動。也就是說，從Vector刪除最後一個元素要比刪除第一個元素“開銷”低好幾倍。

假設要從前面的Vector刪除所有元素，我們可以使用這種代碼：
for(int I=0; I<100000; I++)
{
v.remove(0);
}

但是，與下面的代碼相比，前面的代碼要慢幾個數量級：
for(int I=0; I<100000; I++)
{
v.remove(v.size()-1);
}

從Vector類型的對象v刪除所有元素的最好方法是：
v.removeAllElements();

假設Vector類型的對象v包含字符串“Hello”。考慮下面的代碼，它要從這個Vector中刪除“Hello”字符串：
String s = “Hello”;
int i = v.indexOf(s);
if(I != -1) v.remove(s);

這些代碼看起來沒什麽錯誤，但它同樣對性能不利。在這段代碼中，indexOf()方法對v進行順序搜索尋找字符串 “Hello”，remove(s)方法也要進行同樣的順序搜索。改進之後的版本是：
String s = “Hello”;
int i = v.indexOf(s);
if(I != -1) v.remove(i);

這個版本中我們直接在remove()方法中給出待刪除元素的精確索引位置，從而避免了第二次搜索。一個更好的版本是：
String s = “Hello”; v.remove(s);

最後，我們再來看一個有關Vector類的代碼片段：
for(int I=0; I++;I < v.length)

如果v包含100,000個元素，這個代碼片段將調用v.size()方法100,000次。雖然size方法是一個簡單的方法，但它仍舊需要 一次方法調用的開銷，至少JVM需要為它配置以及清除堆棧環境。在這裏，for循環內部的代碼不會以任何方式修改Vector類型對象v的大小，因此上面 的代碼最好改寫成下面這種形式：
int size = v.size(); for(int I=0; I++;I<size)

雖然這是一個簡單的改動，但它仍舊贏得了性能。畢竟，每一個CPU周期都是寶貴的。


15、當復制大量數據時，使用System.arraycopy()命令。


16、代碼重構：增強代碼的可讀性。


17、不用new關鍵詞創建類的實例
用new關鍵詞創建類的實例時，構造函數鏈中的所有構造函數都會被自動調用。但如果一個對象實現了Cloneable接口，我們可以調用它的 clone()方法。clone()方法不會調用任何類構造函數。
在使用設計模式（Design Pattern）的場合，如果用Factory模式創建對象，則改用clone()方法創建新的對象實例非常簡單。例如，下面是Factory模式的一個 典型實現：
public static Credit getNewCredit() {
return new Credit();
}
改進後的代碼使用clone()方法，如下所示：
private static Credit BaseCredit = new Credit();
public static Credit getNewCredit() {
return (Credit) BaseCredit.clone();
}
上面的思路對於數組處理同樣很有用。


18、乘法和除法,用移位操作替代乘法操作可以極大地提高性能。


19、在JSP頁面中關閉無用的會話。
　　一個常見的誤解是以為session在有客戶端訪問時就被創建，然而事實是直到某server端程序調用 HttpServletRequest.getSession(true)這樣的語句時才被創建，註意如果JSP沒有顯示的使用 <%@pagesession=”false”%> 關閉session，則JSP文件在編譯成Servlet時將會自動加上這樣一條語句HttpSession session = HttpServletRequest.getSession(true);這也是JSP中隱含的session對象的來歷。由於session會消耗內 存資源，因此，如果不打算使用session，應該在所有的JSP中關閉它。
對於那些無需跟蹤會話狀態的頁面，關閉自動創建的會話可以節省一些資源。使用如下page指令：<%@ page session=”false”%>


20、JDBC與I/O
　　如果應用程序需要訪問一個規模很大的數據集，則應當考慮使用塊提取方式。默認情況下，JDBC每次提取32行數據。舉例來說，假設我們要遍歷一個5000 行的記錄集，JDBC必須調用數據庫157次才能提取到全部數據。如果把塊大小改成512，則調用數據庫的次數將減少到10次。


21、Servlet與內存使用
　　許多開發者隨意地把大量信息保存到用戶會話之中。一些時候，保存在會話中的對象沒有及時地被垃圾回收機制回收。從性能上看，典型的癥狀是用戶感到系統周期 性地變慢，卻又不能把原因歸於任何一個具體的組件。如果監視JVM的堆空間，它的表現是內存占用不正常地大起大落。
解決這類內存問題主要有二種辦法。第一種辦法是，在所有作用範圍為會話的Bean中實現HttpSessionBindingListener接口。這 樣，只要實現valueUnbound()方法，就可以顯式地釋放Bean使用的資源。

　　另外一種辦法就是盡快地把會話作廢。大多數應用服務器都有設置會話作廢間隔時間的選項。另外，也可以用編程的方式調用會話的 setMaxInactiveInterval()方法，該方法用來設定在作廢會話之前，Servlet容器允許的客戶請求的最大間隔時間，以秒計。

22、使用緩沖標記
　　一些應用服務器加入了面向JSP的緩沖標記功能。例如，BEA的WebLogic Server從6.0版本開始支持這個功能，Open Symphony工程也同樣支持這個功能。JSP緩沖標記既能夠緩沖頁面片斷，也能夠緩沖整個頁面。當JSP頁面執行時，如果目標片斷已經在緩沖之中，則 生成該片斷的代碼就不用再執行。頁面級緩沖捕獲對指定URL的請求，並緩沖整個結果頁面。對於購物籃、目錄以及門戶網站的主頁來說，這個功能極其有用。對 於這類應用，頁面級緩沖能夠保存頁面執行的結果，供後繼請求使用。


23、選擇合適的引用機制
　　在典型的JSP應用系統中，頁頭、頁腳部分往往被抽取出來，然後根據需要引入頁頭、頁腳。當前，在JSP頁面中引入外部資源的方法主要有兩 種：include指令，以及include動作。
include指令：例如<%@ include file=”copyright.html” %>。該指令在編譯時引入指定的資源。在編譯之前，帶有include指令的頁面和指定的資源被合並成一個文件。被引用的外部資源在編譯時就確定， 比運行時才確定資源更高效。
include動作：例如<jsp:include page=”copyright.jsp” />。該動作引入指定頁面執行後生成的結果。由於它在運行時完成，因此對輸出結果的控制更加靈活。但時，只有當被引用的內容頻繁地改變時，或者在對 主頁面的請求沒有出現之前，被引用的頁面無法確定時，使用include動作才合算。


24、及時清除不再需要的會話
　　為了清除不再活動的會話，許多應用服務器都有默認的會話超時時間，一般為30分鐘。當應用服務器需要保存更多會話時，如果內存容量不足，操作系統會把部分 內存數據轉移到磁盤，應用服務器也可能根據“最近最頻繁使用”（Most Recently Used）算法把部分不活躍的會話轉儲到磁盤，甚至可能拋出“內存不足”異常。在大規模系統中，串行化會話的代價是很昂貴的。當會話不再需要時，應當及時 調用HttpSession.invalidate()方法清除會話。HttpSession.invalidate()方法通常可以在應用的退出頁面調 用。


25、不要將數組聲明為：public static final 。


26、HashMap的遍歷效率討論
　　經常遇到對HashMap中的key和value值對的遍歷操作，有如下兩種方法：

Map<String, String[]> paraMap = new HashMap<String, String[]>();

…………….//第一個循環
Set<String> appFieldDefIds = paraMap.keySet();
for (String appFieldDefId : appFieldDefIds) {
String[] values = paraMap.get(appFieldDefId);
……
}


//第二個循環
for(Entry<String, String[]> entry : paraMap.entrySet()){
String appFieldDefId = entry.getKey();
String[] values = entry.getValue();
…….
}


第一種實現明顯的效率不如第二種實現。
分析如下 Set<String> appFieldDefIds = paraMap.keySet(); 是先從HashMap中取得keySet


代碼如下：

 1 public Set<K> keySet() { 
 2     Set<K> ks = keySet; 
 3     return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet())); 
 4 }
 5 
 6 
 7 private class KeySet extends AbstractSet<K> { 
 8     public Iterator<K> iterator() { 
 9         return newKeyIterator(); 
10     } 
11     public int size() { 
12         return size; 
13     } 
14     public boolean contains(Object o) { 
15         return containsKey(o); 
16     } 
17     public boolean remove(Object o) { 
18         return HashMap.this.removeEntryForKey(o) != null; 
19     } 
20     public void clear() { 
21         HashMap.this.clear(); 
22     } 
23 } 

其實就是返回一個私有類KeySet, 它是從AbstractSet繼承而來，實現了Set接口。


再來看看for/in循環的語法
for(declaration : expression)
statement


在執行階段被翻譯成如下各式
for(Iterator<E> #i = (expression).iterator(); #i.hashNext();){
declaration = #i.next();
statement
}


因此在第一個for語句for (String appFieldDefId : appFieldDefIds) 中調用了HashMap.keySet().iterator()


而這個方法調用了newKeyIterator()


Iterator<K> newKeyIterator() {
return new KeyIterator();
}
private class KeyIterator extends HashIterator<K> {
public K next() {
return nextEntry().getKey();
}
}


所以在for中還是調用了


在第二個循環for(Entry<String, String[]> entry : paraMap.entrySet())中使用的Iterator是如下的一個內部類


private class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> {
public Map.Entry<K,V> next() {
return nextEntry();
}
}


此時第一個循環得到key，第二個循環得到HashMap的Entry效率就是從循環裏面體現出來的第二個循環此致可以直接取key和value值 而第一個循環還是得再利用HashMap的get(Object key)來取value值現在看看HashMap的get(Object key)方法

public V get(Object key) {
　　Object k = maskNull(key);
　　int hash = hash(k);
　　int i = indexFor(hash, table.length); //Entry[] table
　　Entry<K,V> e = table;
　　while (true) {
　　　　if (e == null)
　　　　　　return null;
　　　　if (e.hash == hash && eq(k, e.key))
　　　　　　return e.value;
　　　　e = e.next;
　　}
}

其實就是再次利用Hash值取出相應的Entry做比較得到結果，所以使用第一中循環相當於兩次進入HashMap的Entry


中而第二個循環取得Entry的值之後直接取key和value，效率比第一個循環高。其實按照Map的概念來看也應該是用第二個循環好一點，它本 來就是key和value的值對，將key和value分開操作在這裏不是個好選擇。


27、array(數組) 和 ArryList的使用
　　array（[]）：最高效；但是其容量固定且無法動態改變；
　　ArrayList：容量可動態增長；但犧牲效率；
基於效率和類型檢驗，應盡可能使用array，無法確定數組大小時才使用ArrayList！
ArrayList是Array的復雜版本
ArrayList內部封裝了一個Object類型的數組，從一般的意義來說，它和數組沒有本質的差別，甚至於ArrayList的許多方法，如 Index、IndexOf、Contains、Sort等都是在內部數組的基礎上直接調用Array的對應方法。
ArrayList存入對象時，拋棄類型信息，所有對象屏蔽為Object，編譯時不檢查類型，但是運行時會報錯。
註：jdk5中加入了對泛型的支持，已經可以在使用ArrayList時進行類型檢查。
從這一點上看來，ArrayList與數組的區別主要就是由於動態增容的效率問題了


28、盡量使用HashMap 和ArrayList ,除非必要，否則不推薦使用HashTable和Vector ，後者由於使用同步機制，而導致了性能的開銷。

JAVA代碼效率優化