如何優(yōu)化JAVA代碼及提高執(zhí)行效率

可供程序利用的資源（內(nèi)存、CPU時間、網(wǎng)絡(luò)帶寬等）是有限的，優(yōu)化的目的就是讓程序用盡可能少的資源完成預(yù)定的任務(wù)。優(yōu)化通常包含兩方面的內(nèi)容：減小代碼的體積，提高代碼的運行效率。本文討論的主要是如何提高代碼的效率。

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在Java程序中，性能問題的大部分原因并不在于Java語言，而是在于程序本身。養(yǎng)成好的代碼編寫習(xí)慣非常重要，比如正確地、巧妙地運用java.lang.String類和java.util.Vector類，它能夠顯著地提高程序的性能。下面我們就來具體地分析一下這方面的問題。

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。在Java核心API中，有許多應(yīng)用final的例子，例如java.lang.String。為String類指定final防止了人們覆蓋length()方法。另外，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(nèi)聯(lián)（inline）所有的final方法（這和具體的編譯器實現(xiàn)有關(guān)）。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(xiàn)字符串連接情況時應(yīng)用StringBuffer 代替。由于系統(tǒng)不僅要花時間生成對象，以后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，調(diào)用方法時傳遞的參數(shù)以及在調(diào)用中創(chuàng)建的臨時變量都保存在棧（Stack）中，速度較快。其他變量，如靜態(tài)變量、實例變量等，都在堆（Heap）中創(chuàng)建，速度較慢。另外，依賴于具體的編譯器/JVM，局部變量還可能得到進一步優(yōu)化。請參見《盡可能使用堆棧變量》。

4、 不要重復(fù)初始化變量 默認(rèn)情況下，調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)時，

Java會把變量初始化成確定的值：所有的對象被設(shè)置成null，整數(shù)變量（byte、short、int、long）設(shè)置成0，float和double變量設(shè)置成0.0，邏輯值設(shè)置成false。當(dāng)一個類從另一個類派生時，這一點尤其應(yīng)該注意，因為用new關(guān)鍵詞創(chuàng)建一個對象時，構(gòu)造函數(shù)鏈中的所有構(gòu)造函數(shù)都會被自動調(diào)用。

5、 在JAVA + ORACLE 的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中，java中內(nèi)嵌的SQL語句盡量使用大寫的形式，以減輕ORACLE解析器的解析負(fù)擔(dān)。

6、 Java 編程過程中，進行數(shù)據(jù)庫連接、I/O流操作時務(wù)必小心，在使用完畢后，即使關(guān)閉以釋放資源。因為對這些大對象的操作會造成系統(tǒng)大的開銷，稍有不慎，會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

7、 由于JVM的有其自身的GC機制，不需要程序開發(fā)者的過多考慮，從一定程度上減輕了開發(fā)者負(fù)擔(dān)，但同時也遺漏了隱患，過分的創(chuàng)建對象會消耗系統(tǒng)的大量內(nèi)存，嚴(yán)重時會導(dǎo)致內(nèi)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并非十分的機智，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(yīng)手動置成null。

8、 在使用同步機制時，應(yīng)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(fù)計算

例如：for(int i = 0;i list.size; i ++) {

…

}

應(yīng)替換為：

for(int i = 0,int len = list.size();i len; i ++) {

…

}

10、盡量采用lazy loading 的策略，即在需要的時候才開始創(chuàng)建。

例如： String str = “aaa”;

if(i == 1) {

list.add(str);

}

應(yīng)替換為：

if(i == 1) {

String str = “aaa”;

list.add(str);

}

11、慎用異常

異常對性能不利。拋出異常首先要創(chuàng)建一個新的對象。Throwable接口的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用名為fillInStackTrace()的本地（Native）方法，fillInStackTrace()方法檢查堆棧，收集調(diào)用跟蹤信息。只要有異常被拋出，VM就必須調(diào)整調(diào)用堆棧，因為在處理過程中創(chuàng)建了一個新的對象。異常只能用于錯誤處理，不應(yīng)該用來控制程序流程。

12、不要在循環(huán)中使用：

Try {

} catch() {

}

應(yīng)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(gòu)造方法 :

StringBuffer (); //默認(rèn)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(gòu)造函數(shù)來設(shè)定它的初始化容量，這樣可以明顯地提升性能。這里提到的構(gòu)造函數(shù)是StringBuffer(int

length)，length參數(shù)表示當(dāng)前的StringBuffer能保持的字符數(shù)量。你也可以使用ensureCapacity(int

minimumcapacity)方法在StringBuffer對象創(chuàng)建之后設(shè)置它的容量。首先我們看看StringBuffer的缺省行為，然后再找出一條更好的提升性能的途徑。

StringBuffer在內(nèi)部維護一個字符數(shù)組，當(dāng)你使用缺省的構(gòu)造函數(shù)來創(chuàng)建StringBuffer對象的時候，因為沒有設(shè)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(dāng)StringBuffer達到最大容量的時候，它會將自身容量增加到當(dāng)前的2倍再加2，也就是（2*舊值+2）。如果你使用缺省值，初始化之后接著往里面追加字符，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(dāng)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(chuàng)建一個新的字符數(shù)組然后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(shè)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(diào)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(yuǎn)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(shù)組。Vector與數(shù)組相似，它的元素可以通過整數(shù)形式的索引訪問。但是，Vector類型的對象在創(chuàng)建之后，對象的大小能夠根據(jù)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 obj = new Object();

Vector v = new Vector(100000);

for(int I=0;

I100000; 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(rèn)構(gòu)造函數(shù)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，則以后存儲能力每次加倍。Vector類就象StringBuffer類一樣，每次擴展存儲能力時，所有現(xiàn)有的元素都要復(fù)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(shù)量級：

Object obj = new Object();

Vector v = new Vector(100000);

for(int I=0; I100000; I++) { v.add(obj); }

同樣的規(guī)則也適用于Vector類的remove()方法。由于Vector中各個元素之間不能含有“空隙”，刪除除最后一個元素之外的任意其他元素都導(dǎo)致被刪除元素之后的元素向前移動。也就是說，從Vector刪除最后一個元素要比刪除第一個元素“開銷”低好幾倍。

假設(shè)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; I100000; I++)

{

　v.remove(0);

}

但是，與下面的代碼相比，前面的代碼要慢幾個數(shù)量級：

for(int I=0; I100000; 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(shè)Vector類型的對象v包含字符串“Hello”?？紤]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么錯誤，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。改進之后的版本是：

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);

最后，我們再來看一個有關(guān)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(diào)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(diào)用的開銷，至少JVM需要為它配置以及清除堆棧環(huán)境。在這里，for循環(huán)內(nèi)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++;Isize)

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(dāng)復(fù)制大量數(shù)據(jù)時，使用System.arraycopy()命令。

16、代碼重構(gòu)：增強代碼的可讀性。

例如：

public class ShopCart {

private List carts ;

…

public void add (Object item) {

if(carts == null) {

carts = new ArrayList();

}

crts.add(item);

}

public void remove(Object item) {

if(carts. contains(item)) {

carts.remove(item);

}

}

public List getCarts() {

//返回只讀列表

return Collections.unmodifiableList(carts);

}

//不推薦這種方式

//this.getCarts().add(item);

}

17、不用new關(guān)鍵詞創(chuàng)建類的實例

用new關(guān)鍵詞創(chuàng)建類的實例時，構(gòu)造函數(shù)鏈中的所有構(gòu)造函數(shù)都會被自動調(diào)用。但如果一個對象實現(xiàn)了Cloneable接口，我們可以調(diào)用它的clone()方法。clone()方法不會調(diào)用任何類構(gòu)造函數(shù)。

在使用設(shè)計模式（Design Pattern）的場合，如果用Factory模式創(chuàng)建對象，則改用clone()方法創(chuàng)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(xiàn)：

public static Credit getNewCredit() {

return new Credit();

}

改進后的代碼使用clone()方法，如下所示：

private static Credit BaseCredit = new Credit();

public static Credit getNewCredit() {

return (Credit) BaseCredit.clone();

}

上面的思路對于數(shù)組處理同樣很有用。

18、乘法和除法

考慮下面的代碼：

for (val = 0; val 100000; val +=5) {

alterX = val * 8; myResult = val * 2;

}

用移位操作替代乘法操作可以極大地提高性能。下面是修改后的代碼：

for (val = 0; val 100000; val += 5) {

alterX = val 3; myResult = val 1;

}

修改后的代碼不再做乘以8的操作，而是改用等價的左移3位操作，每左移1位相當(dāng)于乘以2。相應(yīng)地，右移1位操作相當(dāng)于除以2。值得一提的是，雖然移位操作速度快，但可能使代碼比較難于理解，所以最好加上一些注釋。

19、在JSP頁面中關(guān)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(chuàng)建，然而事實是直到某server端程序調(diào)用HttpServletRequest.getSession(true)這樣的語句時才被創(chuàng)建，注意如果JSP沒有顯示的使用 %@pagesession="false"% 關(guān)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。由于session會消耗內(nèi)存資源，因此，如果不打算使用session，應(yīng)該在所有的JSP中關(guān)閉它。

對于那些無需跟蹤會話狀態(tài)的頁面，關(guān)閉自動創(chuàng)建的會話可以節(jié)省一些資源。使用如下page指令：%@ page session="false"%

20、JDBC與I/O

如果應(yīng)用程序需要訪問一個規(guī)模很大的數(shù)據(jù)集，則應(yīng)當(dāng)考慮使用塊提取方式。默認(rèn)情況下，JDBC每次提取32行數(shù)據(jù)。舉例來說，假設(shè)我們要遍歷一個5000行的記錄集，JDBC必須調(diào)用數(shù)據(jù)庫157次才能提取到全部數(shù)據(jù)。如果把塊大小改成512，則調(diào)用數(shù)據(jù)庫的次數(shù)將減少到10次。

[p][/p]21、Servlet與內(nèi)存使用

許多開發(fā)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(tǒng)周期性地變慢，卻又不能把原因歸于任何一個具體的組件。如果監(jiān)視JVM的堆空間，它的表現(xiàn)是內(nèi)存占用不正常地大起大落。

解決這類內(nèi)存問題主要有二種辦法。第一種辦法是，在所有作用范圍為會話的Bean中實現(xiàn)HttpSessionBindingListener接口。這樣，只要實現(xiàn)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(shù)應(yīng)用服務(wù)器都有設(shè)置會話作廢間隔時間的選項。另外，也可以用編程的方式調(diào)用會話的setMaxInactiveInterval()方法，該方法用來設(shè)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(biāo)記

一些應(yīng)用服務(wù)器加入了面向JSP的緩沖標(biāo)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(biāo)記既能夠緩沖頁面片斷，也能夠緩沖整個頁面。當(dāng)JSP頁面執(zhí)行時，如果目標(biāo)片斷已經(jīng)在緩沖之中，則生成該片斷的代碼就不用再執(zhí)行。頁面級緩沖捕獲對指定URL的請求，并緩沖整個結(jié)果頁面。對于購物籃、目錄以及門戶網(wǎng)站的主頁來說，這個功能極其有用。對于這類應(yīng)用，頁面級緩沖能夠保存頁面執(zhí)行的結(jié)果，供后繼請求使用。

23、選擇合適的引用機制

在典型的JSP應(yīng)用系統(tǒng)中，頁頭、頁腳部分往往被抽取出來，然后根據(jù)需要引入頁頭、頁腳。當(dāng)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并成一個文件。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(zhí)行后生成的結(jié)果。由于它在運行時完成，因此對輸出結(jié)果的控制更加靈活。但時，只有當(dāng)被引用的內(nèi)容頻繁地改變時，或者在對主頁面的請求沒有出現(xiàn)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(yīng)用服務(wù)器都有默認(rèn)的會話超時時間，一般為30分鐘。當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器需要保存更多會話時，如果內(nèi)存容量不足，操作系統(tǒng)會把部分內(nèi)存數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到磁盤，應(yīng)用服務(wù)器也可能根據(jù)“最近最頻繁使用”（Most

Recently

Used）算法把部分不活躍的會話轉(zhuǎn)儲到磁盤，甚至可能拋出“內(nèi)存不足”異常。在大規(guī)模系統(tǒng)中，串行化會話的代價是很昂貴的。當(dāng)會話不再需要時，應(yīng)當(dāng)及時調(diào)用HttpSession.invalidate()方法清除會話。HttpSession.invalidate()方法通?？梢栽趹?yīng)用的退出頁面調(diào)用。

25、不要將數(shù)組聲明為：public static final 。

26、HashMap的遍歷效率討論

經(jīng)常遇到對HashMap中的key和value值對的遍歷操作，有如下兩種方法：MapString, String[] paraMap = new HashMapString, String[]();

................//第一個循環(huán)

SetString appFieldDefIds = paraMap.keySet();

for (String appFieldDefId : appFieldDefIds) {

String[] values = paraMap.get(appFieldDefId);

......

}

//第二個循環(huán)

for(EntryString, String[] entry : paraMap.entrySet()){

String appFieldDefId = entry.getKey();

String[] values = entry.getValue();

.......

}

第一種實現(xiàn)明顯的效率不如第二種實現(xiàn)。

分析如下 SetString appFieldDefIds = paraMap.keySet(); 是先從HashMap中取得keySet

代碼如下：

public SetK keySet() {

SetK ks = keySet;

return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet()));

}

private class KeySet extends AbstractSetK {

public IteratorK iterator() {

return newKeyIterator();

}

public int size() {

return size;

}

public boolean contains(Object o) {

return containsKey(o);

}

public boolean remove(Object o) {

return HashMap.this.removeEntryForKey(o) != null;

}

public void clear() {

HashMap.this.clear();

}

}

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

再來看看for/in循環(huán)的語法

for(declaration : expression_r)

statement

在執(zhí)行階段被翻譯成如下各式

for(IteratorE #i = (expression_r).iterator(); #i.hashNext();){

declaration = #i.next();

statement

}

因此在第一個for語句for (String appFieldDefId : appFieldDefIds) 中調(diào)用了HashMap.keySet().iterator() 而這個方法調(diào)用了newKeyIterator()

IteratorK newKeyIterator() {

return new KeyIterator();

}

private class KeyIterator extends HashIteratorK {

public K next() {

return nextEntry().getKey();

}

}

所以在for中還是調(diào)用了

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

private class EntryIterator extends HashIteratorMap.EntryK,V {

public Map.EntryK,V next() {

return nextEntry();

}

}

此時第一個循環(huán)得到key，第二個循環(huán)得到HashMap的Entry

效率就是從循環(huán)里面體現(xiàn)出來的第二個循環(huán)此致可以直接取key和value值

而第一個循環(huán)還是得再利用HashMap的get(Object key)來取value值

現(xiàn)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

EntryK,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(yīng)的Entry做比較得到結(jié)果，所以使用第一中循環(huán)相當(dāng)于兩次進入HashMap的Entry中

而第二個循環(huán)取得Entry的值之后直接取key和value，效率比第一個循環(huán)高。其實按照Map的概念來看也應(yīng)該是用第二個循環(huán)好一點，它本來就是key和value的值對，將key和value分開操作在這里不是個好選擇。

java為什么沒有c/c++運行速度快

回答錯誤太多。

1、Java不一定效率就比C++低。一般情況下，Java的效率和C++處于一個數(shù)量級，少數(shù)情況下Java會比C++更快。

2、現(xiàn)在根本沒有所謂的解釋性語言和編譯性語言之分。Java一樣能通過jaotc，gcj或者Excelsior Jet之類的編譯器編譯成機器碼，C++一樣能夠通過解釋器解釋執(zhí)行

3、Java虛擬機的主流實現(xiàn)Hotspot里自帶一個JIT編譯器，能夠把字節(jié)碼編譯成機器碼。JIT雖然需要運行時編譯，但是能夠做更多優(yōu)化，“效率高低顯而易見”根本是無稽之談。

4、“比如java程序不能直接管理內(nèi)存”更是錯錯錯，通過Unsafe或者JNI，Java應(yīng)用意義能夠直接管理內(nèi)存，譬如Spark的一部分就是自己管理了一塊內(nèi)存。

5、“雖然這樣會造成程序員的工作量加大，但是內(nèi)存的利用率肯定是比java要高的”更是錯的，gc比人工管理要靠譜多了，C++里的內(nèi)存泄露到現(xiàn)在都無法避免。

6、“個人感覺應(yīng)該是垃圾回收的問題”也是錯的，Java應(yīng)用吃內(nèi)存主要還是過多的new以及JVM本身占用的原因，gc的影響相對來說要小得多。

7、“虛擬機就相當(dāng)于一個操作系統(tǒng)”“通過虛擬操作系統(tǒng)將指令傳遞到實際操作系統(tǒng)肯定是效率較低的”簡直錯到離譜，JNI和JIT都被你吃了啊？

java同樣的代碼 windows下很慢

原因在于java是運行在jm虛擬機里面，屬于解析語言，所以java啟動速度和運行速度都非常慢。

java的唯一優(yōu)點就是開發(fā)比較方便，開發(fā)界面程序一般用c++或c#或其它，很少人用java的，java那個運行效率真的太垃圾了，內(nèi)存回收機制垃圾，程序響應(yīng)慢，體積大就是java的最大缺點。

網(wǎng)站欄目：java代碼執(zhí)行速度 java代碼運行很慢怎么辦
轉(zhuǎn)載來源：http://jinyejixie.com/article16/dopspgg.html

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