Java程式設計中「為了效能」盡量做到的一些地方

最近的機器內存又爆滿了，除了新增機器內存外，還應該好好review一下我們的程式碼，有很多程式碼編寫過於隨意化，這些不好的習慣或對程式語言的不了解是應該好好打壓打壓了。

以下是參考網路資源總結的一些在Java程式設計中盡可能要做到的一些地方。

　　1. 盡量在適當的場合使用單例

　　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面向：

　　第一，控制資源的使用，透過執行緒同步來控制資源的並發存取；

　　第二，控制實例的產生，以達到節約資源的目的；

　　第三，控制資料共享，在不建立直接關聯的條件下，讓多個不相關的進程或執行緒之間實現通訊。

　　2. 盡量避免隨意使用靜態變數

　　要知道，當某個物件被定義為stataic變數所引用，那麼gc通常是不會回收這個物件所佔有的內存，如同

public class A{
static B b = new B();
}

　此時靜態變數的生命週期與A類同步，如果A類不會卸載，那麼b物件會常駐內存，直到程式終止。

　　3. 盡量避免過多過常的創建Java對象

盡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，最好能用基本的資料型態或陣列來取代對象。

　　4. 盡量使用final修飾符

　　帶有final修飾符的類別是不可派生的。在Java核心API中，有許多應用final的例子，例如java.lang.String。為String類別指定final防止了使用者覆寫length()方法。另外，如果一個類別是final的，則該類別所有方法都是final的。 Java編譯器會尋找機會內嵌（inline）所有的final方法（這和具體的編譯器實作有關）。此舉能夠使性能平均提高50%。

　　5. 盡量使用局部變數

　　呼叫方法時傳遞的參數以及在呼叫中建立的臨時變數都保存在堆疊（Stack）中，速度較快。其他變量，如靜態變數、實例變數等，都在堆（Heap）中創建，速度較慢。

　　6. 盡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，基本類型資料產生和處理都在堆疊中處理，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，盡量減小synchronize的方法

　　都知道，實現同步是要很大的系統開銷作為代價的，甚至可能造成死鎖，所以盡量避免無謂的同步控制。 synchronize方法被呼叫時，直接會把當前物件鎖 了，在方法執行完之前其他執行緒無法呼叫目前物件的其他方法。所以synchronize的方法盡量小，並且應盡量使用方法同步代替程式碼區塊同步。

　　8. 盡量使用StringBuilder和StringBuffer來進行字串連接

　　這個就不多講了。

　　9. 盡量不要使用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，大都會引起應用程式暫停，所以再選擇使用finalize方法進行資源清理，會導致GC負擔更大，程式運作效率更差。

　　10. 盡量使用基本資料型別來取代物件

　　String str = "hello";

　　上面這種方式會建立一個「hello」，而且JVM的字元快取池還會快取這個字串； String str = new String("hello");

　　此時程式除建立字串外，str所引用的String物件底層也包含一個char[]數組，這個char[]陣列依序存放了h,e,l ,l,o

　　11. 單執行緒應盡量使用HashMap、ArrayList

　　HashTable、Vector等使用了同步機制，降低了效能。

　　12. 盡量合理的創建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 Hash『 ,擴容是一件很耗費性能的事，在預設中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. 盡量減少對變數的重複計算

　　如

　　for(int i=0;i

　　应该改为

　　for(int i=0,len=list.size();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

　　int num = a

　　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！