Java代码优化的多条建议

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一、代码优化 目标是:
1.减小代码的体积;
2.提高代码运行效率;

二、优化细节;
1. 尽量指定类、方法的final修饰

带有final修饰符的类是不可派生的。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修饰符可以让类不可以被继承,为方法指定final修饰符可以让方法不可以被重写。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,具体参见Java运行期优化。此举能够使性能平均提高50%。

2. 尽量重用对象
特别是String对象的使用,出现字符串连接时应该使用StringBuilder/StringBuffer代替。由于Java虚拟机不仅要花时间生成对象,以后可能还需要花时间对这些对象进行垃圾回收和处理,因此,生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响。

3. 尽可能使用局部变量
调用方法时传递的参数以及在调用中创建的临时变量都保存在栈中,速度较快,其他变量,如静态变量、实例变量等,都在堆中创建,速度较慢。另外,栈中创建的变量,随着方法的运行结束,这些内容就没了,不需要额外的垃圾回收。

4. 及时关闭流
Java编程过程中,进行数据库连接、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。

5. 尽量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、调用方法时保护现场、调用方法完毕时恢复现场等。所以例如下面的操作:

for(int i = 0;i<list.size();i++)
{...}

建议替换为:

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

这样,在list.size()很大的时候,就减少了很多的消耗。

6. 尽量采用懒加载的策略,即在需要的时候才创建
例如:

String str = "ssss";
if(i == 1){
    list.add(str);
}
建议替换为:
if(i == 1){
    String str = "ssss";
    list.add(str);
}

7. 慎用异常
异常对性能不利。抛出异常首先要创建一个新的对象,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。

8. 当复制大量数据时,使用System.arraycopy()命令

9. 乘法和除法使用移位操作
例如:

for(int i = 0;i < 880;i += 8)
{
    a = i * 8;
    b = i / 2;
}

建议修改为:

for(int i = 0;i < 880;i += 8)
{
    a = i << 8;
    b = i >> 2;
}

移位操作虽然快,但是可能会使代码不太好理解,因此最好加上相应的注释。

10. 循环内不要不断创建对象引用
例如:

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

这种做法会导致内存中有count份Object对象引用存在,count很大的话,就耗费内存了,建议为改为:

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

这样的话,内存中只有一份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了。

11. 基于效率和类型检查的考虑,应该尽可能使用array,无法确定数组大小时才使用ArrayList

12. 尽量使用HashMap、ArrayList、StringBuilder,除非线程安全需要,否则不推荐使用Hashtable、Vector、StringBuffer,后三者由于使用同步机制而导致了性能开销

因为这毫无意义,这样只是定义了引用为static final,数组的内容还是可以随意改变的,将数组声明为public更是一个安全漏洞,这意味着这个数组可以被外部类所改变

14. 尽量在合适的场合使用单例

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:

  • 控制资源的使用,通过线程同步来控制资源的并发访问;
  • 控制实例的产生,以达到节约资源的目的;
  • 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;

15.尽量避免随意使用静态变量

要知道,当某个对象被定义为static的变量所引用,那么gc通常是不会回收这个对象所占有的堆内存的,如:
public class A{
private static B b = new B();
}
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。

16.及时清除不再需要的会话

为了清除不再活动的会话,许多应用服务器都有默认的会话超时时间,一般为30分钟。当应用服务器需要保存更多的会话时,如果内存不足,那么操作系统会把部分数据转移到磁盘,应用服务器也可能根据MRU(最近最频繁使用)算法把部分不活跃的会话转储到磁盘,甚至可能抛出内存不足的异常。如果会话要被转储到磁盘,那么必须要先被序列化,在大规模集群中,对对象进行序列化的代价是很昂贵的。因此,当会话不再需要时,应当及时调用HttpSession的invalidate()方法清除会话。

17.实现RandomAccess接口的集合比如ArrayList,应当使用最普通的for循环而不是foreach循环来遍历

JDK API对于RandomAccess接口的解释是:实现RandomAccess接口用来表明其支持快速随机访问,此接口的主要目的是允许一般的算法更改其行为,从而将其应用到随机或连续访问列表时能提供良好的性能。实际经验表明,实现RandomAccess接口的类实例,假如是随机访问的,使用普通for循环效率将高于使用foreach循环;反过来,如果是顺序访问的,则使用Iterator会效率更高。可以使用类似如下的代码作判断:

if(list instanceof RandomAccess){
    for(int i = 0; i< list.size();i ++){}
}else{
    Iterator<?> iterator = list.iterator();
    while(iterator.hasNext()){iterator.next()}
}

foreach循环的底层实现原理就是迭代器Iterator,参见Java语法糖1:可变长度参数以及foreach循环原理。所以后半句”反过来,如果是顺序访问的,则使用Iterator会效率更高”的意思就是顺序访问的那些类实例,使用foreach循环去遍历。

18.使用同步代码块替代同步方法

这点在多线程模块中的synchronized锁方法块一文中已经讲得很清楚了,除非能确定一整个方法都是需要进行同步的,否则尽量使用同步代码块,避免对那些不需要进行同步的代码也进行了同步,影响了代码执行效率。

19.将常量声明为static final,并以大写命名

这样在编译期间就可以把这些内容放入常量池中,避免运行期间计算生成常量的值。另外,将常量的名字以大写命名也可以方便区分出常量与变量

20.不要创建一些不使用的对象,不要导入一些不使用的类

21.程序运行过程中避免使用反射

关于,请参见反射。反射是Java提供给用户一个很强大的功能,功能强大往往意味着效率不高。不建议在程序运行过程中使用尤其是频繁使用反射机制,特别是Method的invoke方法,如果确实有必要,一种建议性的做法是将那些需要通过反射加载的类在项目启动的时候通过反射实例化出一个对象并放入内存—-用户只关心和对端交互的时候获取最快的响应速度,并不关心对端的项目启动花多久时间。

23.使用带缓冲的输入输出流进行IO操作

带缓冲的输入输出流,即BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream,这可以极大地提升IO效率。

24.顺序插入和随机访问比较多的场景使用ArrayList,元素删除和中间插入比较多的场景使用LinkedList

25.不要让public方法中有太多的形参

public方法即对外提供的方法,如果给这些方法太多形参的话主要有两点坏处:

  • 违反了面向对象的编程思想,Java讲求一切都是对象,太多的形参,和面向对象的编程思想并不契合;
  • 参数太多势必导致方法调用的出错概率增加;

至于这个”太多”指的是多少个,3、4个吧。比如我们用JDBC写一个insertStudentInfo方法,有10个学生信息字段要插如Student表中,可以把这10个参数封装在一个实体类中,作为insert方法的形参

26.字符串变量和字符串常量equals的时候将字符串常量写在前面

例如:

String str = "123";
if(str.equals("123")){
}

建议修改为:

String str = "123";
if("123".equals(str)){...}

这么做主要是可以避免空指针异常。

27.不要对数组使用toString()方法

看一下对数组使用toString()打印出来的是什么:

public static void main(String[] args){
    int[] is = {1,2,3};
    System.out.println(is.toString());
}

结果是:

[I@25aa370b

本意是想打印出数组内容,却有可能因为数组引用is为空而导致空指针异常。不过虽然对数组toString()没有意义,但是对集合toString()是可以打印出集合里面的内容的,因为集合的父类AbstractCollections重写了Object的toString()方法。

28.不要对超出范围的基本数据类型做向下强制转型

这绝不会得到想要的结果:

public static void main(String[] args) {
      long l = 123456678900000000L;
      int i = (int) l;
    System.out.println(i);
}

结果:50062592

29.公用的集合类中不使用的数据一定要及时remove掉

如果一个集合类是公用的(也就是说不是方法里面的属性),那么这个集合里面的元素是不会自动释放的,因为始终有引用指向它们。所以,如果公用集合里面的某些数据不使用而不去remove掉它们,那么将会造成这个公用集合不断增大,使得系统有内存泄露的隐患。

30.把一个基本数据类型转为字符串,基本数据类型.toString()是最快的方式、String.valueOf(数据)次之、数据+””最慢

把一个基本数据类型转为一般有三种方式,我有一个Integer型数据i,可以使用i.toString()、String.valueOf(i)、i+””三种方式,三种方式的效率如何.

以后遇到把一个基本数据类型转为String的时候,优先考虑使用toString()方法。至于为什么,很简单:

(1)String.valueOf()方法底层调用了Integer.toString()方法,但是会在调用前做空判断;

(2)Integer.toString()方法就不说了,直接调用了;

(3)i + “”底层使用了StringBuilder实现,先用append方法拼接,再用toString()方法获取字符串;

三者对比下来,明显是2最快、1次之、3最慢。

31.使用最有效率的方式去遍历Map

遍历Map的方式有很多,通常场景下我们需要的是遍历Map中的Key和Value,那么推荐使用的、效率最高的方式是:
这里写图片描述
如果你只是想遍历一下这个Map的key值,那用”Set keySet = hm.keySet();”会比较合适一些。

32.静态类、单例类、工厂类将它们的构造函数置为private

这是因为静态类、单例类、工厂类这种类本来我们就不需要外部将它们new出来,将构造函数置为private之后,保证了这些类不会产生实例对象。

总结:
细节决定成败,小细节多多注意,相信你以后的代码会越来越值得观赏。

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