每个java码农都应该具备的内功之一《代码优化》

2021-09-24 22:01:10

尽量指定类、方法为final

带有final修饰符的类不可派生，在Java核心API中，有许多应用final的例子，例如java.lang.String，整个类都是final的。为类指定final修饰符可以让类不被继承，为方法指定final修饰符可以让方法不被重写。如果指定了一个类为final，则该类所有的方法都是final的。Java编译器会寻找机会内联所有的final方法，内联对于提升Java运行效率作用重大，此举能够使性能平均提高50%左右。

重用对象

特别是String对象的使用，出现字符串连接时应尽量使用StringBuilder/StringBuffer代替。由于Java虚拟机不仅要花时间生成对象，之后可能还需要花时间对这些对象进行垃圾回收，因此，生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响，影响JVM运行效率。

运用局部变量

因调用方法时传递的参数以及方法中创建的临时变量都保存在栈中，方法执行完毕则会进行弹栈，不需要额外的垃圾回收。其他变量，如静态变量、实例变量等，都在堆中创建，需要JVM进行回收，速度较慢。

及时关闭流

Java编程过程中，如进行的数据库连接、I/O流操作时务必小心，在使用完毕后，及时关闭以释放资源。因为对这些大对象的操作会造成系统大的开销，稍有不慎，将会导致严重的后果。

减少对变量的重复计算

明确一个概念，对方法的调用，即使方法中只有一句语句，也是有消耗的，包括创建栈帧、调用方法时应保护现场、调用方法完毕时恢复现场等。例：

for (int i = 0; i < list.size(); i++){  
  log.info("关注钢镚小码农公众号，免费获取各种Java教程！！！");
}

这样的for循环不出意外是大家的日常操作，每循环一次都需要执行一次list.size()方法，增加程序运行成本，提升空间复杂度。

for (int i = 0, length = list.size(); i < length; i++){ 
     log.info("有节操的码农应该这个样子！！！");
}

在list很大的时候，就减少了很多不必要的消耗

懒加载策略

// 优化前
String str = "aaa";
if (i == 1){
   list.add(str);
}
//优化后
if (i == 1){
   String str = "aaa";
   list.add(str);
}

慎用异常

异常对性能不利。抛出异常首先要创建一个新对象，Throwable接口的构造函数调用名为fillInStackTrace()的本地同步方法，fillInStackTrace()方法检查堆栈，收集调用跟踪信息。只要有异常被抛出，Java虚拟机就必须调整调用堆栈，因为在处理过程中创建了一个新的对象。异常只能用于错误处理，不应该用来控制程序流程。
try…catch…for

除非不得已。如果毫无理由地这么写了，兄弟赶紧跑，小心被打断腿。

指定集合工具长度

编码时若是能预估到待添加的内容长度，因在初创时为底层以数组方式实现的集合、工具类指定初始长度。

/**
  * 例：ArrayList、LinkedLlist、StringBuilder、StringBuffer、
  *     HashMap、HashSet、StringBuilder
  */
// 默认分配16个字符的空间
StringBuilder()
// 默认分配size个字符的空间
StringBuilder(int size)
// 默认分配16个字符+str.length()个字符空间
StringBuilder(String str)

可以通过类来设定它的初始化容量，这样可以明显地提升性能。比如StringBuilder，length表示当前的StringBuilder能保持的字符数量。因为当StringBuilder达到最大容量的时候，它会将自身容量增加到当前的2倍再加2，无论何时只要StringBuilder达到它的最大容量，它就不得不创建一个新的字符数组然后将旧的字符数组内容拷贝到新字符数组中—-这是十分耗费性能的一个操作。试想，如果能预估到字符数组中大概要存放5000个字符而不指定长度，最接近5000的2次幂是4096，那么在4096 的基础上，再申请8194个大小的字符数组，加起来相当于一次申请了12290个大小的字符数组，如果一开始能指定5000个大小的字符数组，就节省了一倍以上的空间。把原来的4096个字符拷贝到新的的字符数组中去这样，既浪费内存空间又降低代码运行效率。

所以，给底层以数组实现的集合、工具类设置一个合理的初始化容量会带来立竿见影的效果。但是需要注意的是，像HashMap这种是以数组+链表实现的集合，不要把初始大小和值设置为相等的，因为一个table上只连接一个对象的可能性几乎为0。初始大小建议设置为2的N次幂，如果能估计到有2000个元素则应设置成new HashMap(128) 、new HashMap(256)都可以。

System.arraycopy()

当复制大量数据时，使用System.arraycopy()命令

移位
在代码进行乘法和除法时应当使用移位操作代替

例如：

for (val = 0; val < 100000; val += 5){  a = val * 8;  b = val / 2;}

移位操作可以极大地提高性能，因为在计算机底层，对位的操作是最方便,快捷的

for (val = 0; val < 100000; val += 5){
  a = val << 3;
  b = val >> 1;
}

循环内禁止创建对象引用

for (int i = 1; i <= count; i++){
    UserInfo useruser = new UserInfo();
}

这种做法会导致内存中有count份Object对象引用存在，消耗2内存，若循环对象过大则可能造成内存溢出等不可预测风险，建议为改为：

Object obj = null;
for (int i = 0; i <= count; i++) { 
  obj = new Object(); 
 }

这样内存中则只有一份Object对象引用，每次new Object()的时候，Object对象引用指向不同的Object罢了，但是内存中只有一份，这样就大大节省了内存空间。

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：

（1）控制资源的使用，

（2）控制实例的产生，以达到节约资源的目的

（3）控制数据的共享，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

避免使用静态变量

当某个对象被定义为static的变量所引用，gc通常是不会回收这个对象所占有的堆内存的，如：此时静态变量b的生命周期与A类相同，如果A类不被卸载，那么引用B指向的B对象会常驻内存，直到程序终止。

以上是本人在日常开发中的一下经验总结，望大家学以致用。免费获取各种java资料请关注：

码农公寓

相关文章