Java中關於程式效能最佳化的實例講解

一、避免在循環條件中使用複雜表達式

#在不做編譯最佳化的情況下，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，程式將會運行的更快。

範例：

import java.util.vector;
class cel {
    void method (vector vector) {
        for (int i = 0; i < vector.size (); i++)  // violation
            ; // ...
    }
}

修正：

class cel_fixed {
    void method (vector vector) {
        int size = vector.size ()
        for (int i = 0; i < size; i++)
            ; // ...
    }
}

#2、為'vectors ' 和'hashtables'定義初始大小

jvm為vector擴充大小的時候需要重新建立一個更大的數組，將原原先數組中的內容複製過來，最後，原先的數組再被回收。可見vector容量的擴大是一件頗費時間的事。
通常，預設的10個元素大小是不夠的。你最好能準確的估計你所需要的最佳大小。

範例：

import java.util.vector;
public class dic {
    public void addobjects (object[] o) {
        // if length > 10, vector needs to expand
        for (int i = 0; i< o.length;i++) {    
            v.add(o);   // capacity before it can add more elements.
        }
    }
    public vector v = new vector();  // no initialcapacity.
}

修正：
自己設定初始大小。

    public vector v = new vector(20);  
    public hashtable hash = new hashtable(10);

三、在finally區塊中關閉stream

程式中使用到的資源應被釋放，以避免資源洩漏。這最好在finally區塊中去做。不管程式執行的結果如何，finally區塊總是會執行的，以確保資源的正確關閉。
        
範例：

import java.io.*;
public class cs {
    public static void main (string args[]) {
        cs cs = new cs ();
        cs.method ();
    }
    public void method () {
        try {
            fileinputstream fis = new fileinputstream ("cs.java");
            int count = 0;
            while (fis.read () != -1)
                count++;
            system.out.println (count);
            fis.close ();
        } catch (filenotfoundexception e1) {
        } catch (ioexception e2) {
        }
    }
}

修正：
在最後一個catch後加上一個finally區塊

四、使用'system. arraycopy ()'取代透過來循環複製陣列

'system.arraycopy ()' 要比透過循環來複製陣列快的多。
        
範例：

public class irb
{
    void method () {
        int[] array1 = new int [100];
        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
            array1 [i] = i;
        }
        int[] array2 = new int [100];
        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            array2 [i] = array1 [i];                 // violation
        }
    }
}

修正：

public class irb
{
    void method () {
        int[] array1 = new int [100];
        for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
            array1 [i] = i;
        }
        int[] array2 = new int [100];
        system.arraycopy(array1, 0, array2, 0, 100);
    }
}

#五、讓存取實例內變數的getter/setter方法變成”final”

簡單的getter/setter方法應該被置成final，這會告訴編譯器，這個方法不會被重載，所以，可以變成” inlined”

範例：

class maf {
    public void setsize (int size) {
         _size = size;
    }
    private int _size;
}

修正：

class daf_fixed {
    final public void setsize (int size) {
         _size = size;
    }
    private int _size;
}

六、避免不需要的instanceof操作

如果左邊的物件的靜態型別等於右邊的，instanceof表達式傳回永遠為true。
        
範例：        

public class uiso {
    public uiso () {}
}
class dog extends uiso {
    void method (dog dog, uiso u) {
        dog d = dog;
        if (d instanceof uiso) // always true.
            system.out.println("dog is a uiso");
        uiso uiso = u;
        if (uiso instanceof object) // always true.
            system.out.println("uiso is an object");
    }
}

修正：        與刪除作業所刪除的中刪除作業。
        

class dog extends uiso {
    void method () {
        dog d;
        system.out.println ("dog is an uiso");
        system.out.println ("uiso is an uiso");
    }
}

七、避免不必要的造型操作
所有的類別都是直接或間接繼承自object 。同樣，所有的子類別也都隱含的「等於」其父類。那麼，由子類造型至父類的操作就是不必要的了。
範例：

class unc {
    string _id = "unc";
}
class dog extends unc {
    void method () {
        dog dog = new dog ();
        unc animal = (unc)dog;  // not necessary.
        object o = (object)dog;         // not necessary.
    }
}

更正：        

class dog extends unc {
    void method () {
        dog dog = new dog();
        unc animal = dog;
        object o = dog;
    }
}

八、如果只是找出單一字元的話，用charat()取代startswith()
用一個字元當參數呼叫startswith()也會運作的很好，但從效能角度來看，呼叫用string api無疑是錯誤的!
        
例：

public class pcts {
    private void method(string s) {
        if (s.startswith("a")) { // violation
            // ...
        }
    }
}

更正        

將'startswith()' 替換成'charat()'.

#

public class pcts {
    private void method(string s) {
        if ('a' == s.charat(0)) {
            // ...
        }
    }
}

、使用移位操作來代替'a / b'操作
"/"是一個很「昂貴」的操作，使用移位操作將會更快更有效。

範例：

public class sp {
    public static final int num = 16;
    public void calculate(int a) {
        int p = a / 4;            // should be replaced with "a >> 2".
        int p2 = a / 8;         // should be replaced with "a >> 3".
        int temp = a / 3;
    }
}

修正：

public class sp {
    public static final int num = 16;
    public void calculate(int a) {
        int p = a >> 2;  
        int p2 = a >> 3;
        int temp = a / 3;       // 不能转换成位移操作
    }
}

十、使用移位運算取代'a * b'
同上。
[i]但我個人認為，除非是在一個非常大的循環內，性能非常重要，而且你很清楚你自己在做什麼，方可使用這種方法。否則提高效能所帶來的程式晚讀性的降低將是不合算的。

範例：

public class smul {
    public void calculate(int a) {
        int mul = a * 4;            // should be replaced with "a << 2".
        int mul2 = 8 * a;         // should be replaced with "a << 3".
        int temp = a * 3;
    }
}

修正：

package opt;
public class smul {
    public void calculate(int a) {
        int mul = a << 2;  
        int mul2 = a << 3;
        int temp = a * 3;       // 不能转换
    }
}

十一、在字串相加的時候，使用 ' '代替" "，如果該字串只有一個字元的話
範例：

public class str {
    public void method(string s) {
        string string = s + "d"  // violation.
        string = "abc" + "d"      // violation.
    }
}

修正：
將一個字元的字串替換成' '

public class str {
    public void method(string s) {
        string string = s + 'd'
        string = "abc" + 'd'   
    }
}

十二、不要在循环中调用synchronized(同步)方法

方法的同步需要消耗相当大的资料，在一个循环中调用它绝对不是一个好主意。

例子：

import java.util.vector;
public class syn {
    public synchronized void method (object o) {
    }
    private void test () {
        for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {
            method (vector.elementat(i));    // violation
        }
    }
    private vector vector = new vector (5, 5);
}

更正：
不要在循环体中调用同步方法，如果必须同步的话，推荐以下方式：

import java.util.vector;
public class syn {
    public void method (object o) {
    }
private void test () {
    synchronized{//在一个同步块中执行非同步方法
            for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {
                method (vector.elementat(i));   
            }
        }
    }
    private vector vector = new vector (5, 5);
}

十三、将try/catch块移出循环

把try/catch块放入循环体内，会极大的影响性能，如果编译jit被关闭或者你所使用的是一个不带jit的jvm，性能会将下降21%之多!
        
例子：        

import java.io.fileinputstream;
public class try {
    void method (fileinputstream fis) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            try {                                      // violation
                _sum += fis.read();
            } catch (exception e) {}
        }
    }
    private int _sum;
}

更正：        
将try/catch块移出循环        

 void method (fileinputstream fis) {
        try {
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                _sum += fis.read();
            }
        } catch (exception e) {}
    }

十四、对于boolean值，避免不必要的等式判断

将一个boolean值与一个true比较是一个恒等操作(直接返回该boolean变量的值). 移走对于boolean的不必要操作至少会带来2个好处：
1)代码执行的更快 (生成的字节码少了5个字节)；
2)代码也会更加干净 。

例子：

public class ueq
{
    boolean method (string string) {
        return string.endswith ("a") == true;   // violation
    }
}

更正：

class ueq_fixed
{
    boolean method (string string) {
        return string.endswith ("a");
    }
}

十五、对于常量字符串，用'string' 代替 'stringbuffer'

常量字符串并不需要动态改变长度。
例子：

public class usc {
    string method () {
        stringbuffer s = new stringbuffer ("hello");
        string t = s + "world!";
        return t;
    }
}

更正：
把stringbuffer换成string，如果确定这个string不会再变的话，这将会减少运行开销提高性能。

十六、用'stringtokenizer' 代替 'indexof()' 和'substring()'

字符串的分析在很多应用中都是常见的。使用indexof()和substring()来分析字符串容易导致 stringindexoutofboundsexception。而使用stringtokenizer类来分析字符串则会容易一些，效率也会高一些。

例子：

public class ust {
    void parsestring(string string) {
        int index = 0;
        while ((index = string.indexof(".", index)) != -1) {
            system.out.println (string.substring(index, string.length()));
        }
    }
}

十七、使用条件操作符替代"if (cond) return; else return;" 结构

条件操作符更加的简捷
例子：

public class if {
    public int method(boolean isdone) {
        if (isdone) {
            return 0;
        } else {
            return 10;
        }
    }
}

更正：

public class if {
    public int method(boolean isdone) {
        return (isdone ? 0 : 10);
    }
}

十八、使用条件操作符代替"if (cond) a = b; else a = c;" 结构

例子：

public class ifas {
    void method(boolean istrue) {
        if (istrue) {
            _value = 0;
        } else {
            _value = 1;
        }
    }
    private int _value = 0;
}

更正：

public class ifas {
    void method(boolean istrue) {
        _value = (istrue ? 0 : 1);       // compact expression.
    }
    private int _value = 0;
}

十九、不要在循环体中实例化变量

在循环体中实例化临时变量将会增加内存消耗

例子：        

import java.util.vector;
public class loop {
    void method (vector v) {
        for (int i=0;i < v.size();i++) {
            object o = new object();
            o = v.elementat(i);
        }
    }
}

        
更正：        
在循环体外定义变量，并反复使用        

import java.util.vector;
public class loop {
    void method (vector v) {
        object o;
        for (int i=0;i<v.size();i++) {
            o = v.elementat(i);
        }
    }
}

二十、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。

例子：        

public class rsbc {
    void method () {
        stringbuffer buffer = new stringbuffer(); // violation
        buffer.append ("hello");
    }
}

        
更正：        
为stringbuffer提供寝大小。        

public class rsbc {
    void method () {
        stringbuffer buffer = new stringbuffer(max);
        buffer.append ("hello");
    }
    private final int max = 100;
}

二十一、尽可能的使用栈变量

如果一个变量需要经常访问，那么你就需要考虑这个变量的作用域了。static? local?还是实例变量？访问静态变量和实例变量将会比访问局部变量多耗费2-3个时钟周期。
        
例子：

public class usv {
    void getsum (int[] values) {
        for (int i=0; i < value.length; i++) {
            _sum += value[i];           // violation.
        }
    }
    void getsum2 (int[] values) {
        for (int i=0; i < value.length; i++) {
            _staticsum += value[i];
        }
    }
    private int _sum;
    private static int _staticsum;
}

        
更正：        
如果可能，请使用局部变量作为你经常访问的变量。
你可以按下面的方法来修改getsum()方法：        

void getsum (int[] values) {
    int sum = _sum;  // temporary local variable.
    for (int i=0; i < value.length; i++) {
        sum += value[i];
    }
    _sum = sum;
}

二十二、不要总是使用取反操作符(!)

取反操作符(!)降低程序的可读性，所以不要总是使用。

例子：

public class dun {
    boolean method (boolean a, boolean b) {
        if (!a)
            return !a;
        else
            return !b;
    }
}

更正：
如果可能不要使用取反操作符(!)

二十三、与一个接口 进行instanceof操作

基于接口的设计通常是件好事，因为它允许有不同的实现，而又保持灵活。只要可能，对一个对象进行instanceof操作，以判断它是否某一接口要比是否某一个类要快。

例子：

public class insof {
    private void method (object o) {
        if (o instanceof interfacebase) { }  // better
        if (o instanceof classbase) { }   // worse.
    }
}

class classbase {}
interface interfacebase {}

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