JAVA程式碼效率優化

最近在想自己程式設計時是否注意過程式碼的效率問題，得出的答案是：沒有。程式碼只是實現了功能，至於效率高不高沒怎麼關注，這應該是JAVA程式設計師進階的時候需要考慮的問題，不再是單純的實現功能，也不是完全依賴GC而不關注記憶體中發生了什麼，而要考慮到程式碼的效能。下面是網上找的一篇關於JAVA程式碼優化的文章，覺得不錯，就轉載了。這裡面設計到了JAVA基礎和J2EE方面的優化建議，有時間會整理一下，現在先轉載。

1、儘量指定類的final修飾符 帶有final修飾符的類是不可派生的。

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聯（inline）所有的 final方法（這和具體的編譯器實現有關）。此舉能夠使效能平均提高50% 。 2、儘量重用物件。

其他變數，如靜態變數、例項變數等，都在堆（Heap）中建立，速度較慢。另外，依賴於具體的編譯器/JVM，區域性變數還可能得到進一步優化。 4、不要重複初始化變數 預設情況下，呼叫類的建構函式時， Java會把變數初始化成確定的值：所有的物件被設定成null，整數變數（byte、short、int、long）設定成0，float和 double變數設定成0.0，邏輯值設定成false。當一個類從另一個類派生時，這一點尤其應該注意，因為用new關鍵詞建立一個物件時，建構函式鏈 中的所有建構函式都會被自動呼叫。 5、在JAVA + ORACLE 的應用系統開發中，java中內嵌的SQL語句儘量使用大寫的形式，以減輕ORACLE解析器的解析負擔。

6、I/O操作中需要及時釋放資源

Java 程式設計過程中，進行資料庫連線、I/O流操作時務必小心，在使用完畢後，即使關閉以釋放資源。

因為對這些大物件的操作會造成系統大的開銷，稍有不慎，會導致嚴重的後果。

7、 保證過期物件的及時回收

由於JVM的有其自身的GC機制，不需要程式開發者的過多考慮，從一定程度上減輕了開發者負擔，但同時也遺漏了隱患，過分的建立物件會消耗系統的大量內 存，嚴重時會導致記憶體洩露，因此，保證過期物件的及時回收具有重要意義。

JVM回收垃圾的條件是：物件不在被引用；然而，JVM的GC並非十分的機智，即使物件滿足了垃圾回收的條件也不一定會被立即回收。所以，建議我們在物件使用完畢，應手動置成null。 8、 在使用同步機制時，應儘量使用方法同步代替程式碼塊同步。 9、 儘量減少對變數的重複計算 10、儘量採用lazy loading 的策略，即在需要的時候才開始建立。 11、慎用異常 異常對效能不利。丟擲異常首先要建立一個新的物件。Throwable介面的建構函式呼叫名為fillInStackTrace()的本地 （Native）方法，fillInStackTrace()方法檢查堆疊，收集呼叫跟蹤資訊。只要有異常被丟擲，VM就必須調整呼叫堆疊，因為在處理過 程中建立了一個新的物件。 異常只能用於錯誤處理，不應該用來控制程式流程。 12、不要在迴圈中使用： Try { } catch() { } 應把其放置在最外層。 13、StringBuffer 的使用： StringBuffer表示了可變的、可寫的字串。 有三個構造方法 : StringBuffer (); //預設分配16個字元的空間 StringBuffer (int size); //分配size個字元的空間 StringBuffer (String str); //分配16個字元+str.length()個字元空間 你可以通過StringBuffer的建構函式來設定它的初始化容量，這樣可以明顯地提升效能。 這裡提到的建構函式是StringBuffer(int length)，length引數表示當前的StringBuffer能保持的字元數量。你也可以使用ensureCapacity(int minimumcapacity)方法在StringBuffer物件建立之後設定它的容量。首先我們看看StringBuffer的預設行為，然後再找 出一條更好的提升效能的途徑。 StringBuffer在內部維護一個字元陣列，當你使用預設的建構函式來建立StringBuffer物件的時候，因為沒有設定初始化字元長 度，StringBuffer的容量被初始化為16個字元，也就是說預設容量就是16個字元。當StringBuffer達到最大容量的時候，它會將自身 容量增加到當前的2倍再加2，也就是（2*舊值+2）。如果你使用預設值，初始化之後接著往裡面追加字元，在你追加到第16個字元的時候它會將容量增加到 34（2*16+2），當追加到34個字元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 不建立一個新的字元陣列然後重新將舊字元和新字元都拷貝一遍――這也太昂貴了點。所以總是給StringBuffer設定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效能增益。StringBuffer初始化過程的調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例項的陣列。Vector與陣列相似，它的元素可以通過整數形式的索引訪問。但是，Vector型別的物件在建立之後，物件的大小能夠根據元素的增加或者刪除而擴充套件、縮小。請考慮下面這個向Vector加入元素的例子：

 Object bj = new Object(); 
 Vector v = new Vector(100000); 
 for(int I=0; 
 I<100000; 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，否則上面的程式碼對效能不利。在預設建構函式中，Vector的初始儲存能力 是10個元素，如果新元素加入時儲存能力不足，則以後儲存能力每次加倍。Vector類就物件StringBuffer類一樣，每次擴充套件儲存能力時，所有 現有的元素都要複製到新的儲存空間之中。下面的程式碼片段要比前面的例子快幾個數量級：

 Object bj = new Object(); 
 Vector v = new Vector(100000); 
 for(int I=0; I<100000; I++) { v.add(obj); }

同樣的規則也適用於Vector類的remove()方法。由於Vector中各個元素之間不能含有“空隙”，刪除除最後一個元素之外的任意其 他元素都導致被刪除元素之後的元素向前移動。也就是說，從Vector刪除最後一個元素要比刪除第一個元素“開銷”低好幾倍。 假設要從前面的Vector刪除所有元素，我們可以使用這種程式碼：

 for(int I=0; I<100000; I++) 
 { 
 v.remove(0); 
 }

但是，與下面的程式碼相比，前面的程式碼要慢幾個數量級：

 for(int I=0; I<100000; I++) 
 { 
 v.remove(v.size()-1); 
 }

從Vector型別的物件v刪除所有元素的最好方法是： v.removeAllElements(); 假設Vector型別的物件v包含字串“Hello”。考慮下面的程式碼，它要從這個Vector中刪除“Hello”字串：

 String s = “Hello”; 
 int i = v.indexOf(s); 
 if(I != -1) v.remove(s);

這些程式碼看起來沒什麼錯誤，但它同樣對效能不利。在這段程式碼中，indexOf()方法對v進行順序搜尋尋找字串 “Hello”，remove(s)方法也要進行同樣的順序搜尋。改進之後的版本是：

 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尋。一個更好的版本是： String s = “Hello”; v.remove(s); 最後，我們再來看一個有關Vector類的程式碼片段： for(int I=0; I++;I < v.length) 如果v包含100,000個元素，這個程式碼片段將呼叫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 一次方法呼叫的開銷，至少JVM需要為它配置以及清除堆疊環境。在這裡，for迴圈內部的程式碼不會以任何方式修改Vector型別物件v的大小，因此上面 的程式碼最好改寫成下面這種形式： int size = v.size(); for(int I=0; I++;I<size) 雖然這是一個簡單的改動，但它仍舊贏得了效能。畢竟，每一個CPU週期都是寶貴的。 15、當複製大量資料時，使用System.arraycopy()命令。 16、程式碼重構：增強程式碼的可讀性。 17、不用new關鍵詞建立類的例項 用new關鍵詞建立類的例項時，建構函式鏈中的所有建構函式都會被自動呼叫。但如果一個物件實現了Cloneable介面，我們可以呼叫它的 clone()方法。clone()方法不會呼叫任何類建構函式。 在使用設計模式（Design Pattern）的場合，如果用Factory模式建立物件，則改用clone()方法建立新的物件例項非常簡單。例如，下面是Factory模式的一個 典型實現：

 public static Credit getNewCredit() { 
 return new Credit(); 
 } 
 改進後的程式碼使用clone()方法，如下所示： 
 private static Credit BaseCredit = new Credit(); 
 public static Credit getNewCredit() { 
 return (Credit) BaseCredit.clone(); 
 } 

上面的思路對於陣列處理同樣很有用。 18、乘法和除法,用移位操作替代乘法操作可以極大地提高效能。 19、在JSP頁面中關閉無用的會話。 一個常見的誤解是以為session在有客戶端訪問時就被建立，然而事實是直到某server端程式呼叫 HttpServletRequest.getSession(true)這樣的語句時才被建立，注意如果JSP沒有顯示的使用 <%@pagesession=”false”%> 關閉session，則JSP檔案在編譯成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物件的來歷。由於session會消耗內 存資源，因此，如果不打算使用session，應該在所有的JSP中關閉它。 對於那些無需跟蹤會話狀態的頁面，關閉自動建立的會話可以節省一些資源。使用如下page指令：<%@ page session=”false”%> 20、JDBC與I/O 如果應用程式需要訪問一個規模很大的資料集，則應當考慮使用塊提取方式。預設情況下，JDBC每次提取32行資料。舉例來說，假設我們要遍歷一個5000 行的記錄集，JDBC必須呼叫資料庫157次才能提取到全部資料。如果把塊大小改成512，則呼叫資料庫的次數將減少到10次。 21、Servlet與記憶體使用 許多開發者隨意地把大量資訊儲存到使用者會話之中。一些時候，儲存在會話中的物件沒有及時地被垃圾回收機制回收。從效能上看，典型的症狀是使用者感到系統週期 性地變慢，卻又不能把原因歸於任何一個具體的元件。如果監視JVM的堆空間，它的表現是記憶體佔用不正常地大起大落。 解決這類記憶體問題主要有二種辦法。第一種辦法是，在所有作用範圍為會話的Bean中實現HttpSessionBindingListener介面。這 樣，只要實現valueUnbound()方法，就可以顯式地釋放Bean使用的資源。 另外一種辦法就是儘快地把會話作廢。大多數應用伺服器都有設定會話作廢間隔時間的選項。另外，也可以用程式設計的方式呼叫會話的 setMaxInactiveInterval()方法，該方法用來設定在作廢會話之前，Servlet容器允許的客戶請求的最大間隔時間，以秒計。 22、使用緩衝標記 一些應用伺服器加入了面向JSP的緩衝標記功能。例如，BEA的WebLogic Server從6.0版本開始支援這個功能，Open Symphony工程也同樣支援這個功能。JSP緩衝標記既能夠緩衝頁面片斷，也能夠緩衝整個頁面。當JSP頁面執行時，如果目標片斷已經在緩衝之中，則 生成該片斷的程式碼就不用再執行。頁面級緩衝捕獲對指定URL的請求，並緩衝整個結果頁面。對於購物籃、目錄以及入口網站的主頁來說，這個功能極其有用。對 於這類應用，頁面級緩衝能夠儲存頁面執行的結果，供後繼請求使用。 23、選擇合適的引用機制 在典型的JSP應用系統中，頁頭、頁尾部分往往被抽取出來，然後根據需要引入頁頭、頁尾。當前，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併成一個檔案。被引用的外部資源在編譯時就確定， 比執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行後生成的結果。由於它在執行時完成，因此對輸出結果的控制更加靈活。但時，只有當被引用的內容頻繁地改變時，或者在對 主頁面的請求沒有出現之前，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，許多應用伺服器都有預設的會話超時時間，一般為30分鐘。當應用伺服器需要儲存更多會話時，如果記憶體容量不足，作業系統會把部分 記憶體資料轉移到磁碟，應用伺服器也可能根據“最近最頻繁使用”（Most Recently Used）演算法把部分不活躍的會話轉儲到磁碟，甚至可能丟擲“記憶體不足”異常。在大規模系統中，序列化會話的代價是很昂貴的。當會話不再需要時，應當及時 呼叫HttpSession.invalidate()方法清除會話。HttpSession.invalidate()方法通常可以在應用的退出頁面調 用。 25、不要將陣列宣告為：public static final 。 26、HashMap的遍歷效率討論 經常遇到對HashMap中的key和value值對的遍歷操作，有如下兩種方法：

Map<String, String[]> paraMap = new HashMap<String, String[]>(); 
 …………….//第一個迴圈 
 Set<String> appFieldDefIds = paraMap.keySet(); 
 for (String appFieldDefId : appFieldDefIds) { 
 String[] values = paraMap.get(appFieldDefId); 
 …… 
 }
 //第二個迴圈 
 for(Entry<String, String[]> entry : paraMap.entrySet()){ 
 String appFieldDefId = entry.getKey(); 
 String[] values = entry.getValue(); 
 ……. 
 }

第一種實現明顯的效率不如第二種實現。 分析如下 Set<String> appFieldDefIds = paraMap.keySet(); 是先從HashMap中取得keySet 程式碼如下：

 public Set<K> keySet() { 
 Set<K> ks = keySet; 
 return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet())); 
 }
 
 private class KeySet extends AbstractSet<K> { 
 public Iterator<K> 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，實現了Set介面。 再來看看for/in迴圈的語法

for(declaration : expression) statement

在執行階段被翻譯成如下各式

for(Iterator<E> #i = (expression).iterator(); #i.hashNext();){ declaration = #i.next(); statement } 因此在第一個for語句for (String appFieldDefId : appFieldDefIds) 中呼叫了HashMap.keySet().iterator() 而這個方法呼叫了newKeyIterator() Iterator<K> newKeyIterator() { return new KeyIterator(); } private class KeyIterator extends HashIterator<K> { public K next() { return nextEntry().getKey(); } } 所以在for中還是呼叫了 在第二個迴圈for(Entry<String, String[]> entry : paraMap.entrySet())中使用的Iterator是如下的一個內部類 private class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> { public Map.Entry<K,V> next() { return nextEntry(); } } 此時第一個迴圈得到key，第二個迴圈得到HashMap的Entry效率就是從迴圈裡面體現出來的第二個迴圈此致可以直接取key和value值 而第一個迴圈還是得再利用HashMap的get(Object key)來取value值現在看看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 Entry<K,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值取出相應的Entry做比較得到結果，所以使用第一中迴圈相當於兩次進入HashMap的Entry 中而第二個迴圈取得Entry的值之後直接取key和value，效率比第一個迴圈高。其實按照Map的概念來看也應該是用第二個迴圈好一點，它本 來就是key和value的值對，將key和value分開操作在這裡不是個好選擇。 27、array(陣列) 和 ArryList的使用 array（[]）：最高效；但是其容量固定且無法動態改變； ArrayList：容量可動態增長；但犧牲效率； 基於效率和型別檢驗，應儘可能使用array，無法確定陣列大小時才使用ArrayList！ ArrayList是Array的複雜版本 ArrayList內部封裝了一個Object型別的陣列，從一般的意義來說，它和陣列沒有本質的差別，甚至於ArrayList的許多方法，如 Index、IndexOf、Contains、Sort等都是在內部陣列的基礎上直接呼叫Array的對應方法。 ArrayList存入物件時，拋棄型別資訊，所有物件遮蔽為Object，編譯時不檢查型別，但是執行時會報錯。 注：jdk5中加入了對泛型的支援，已經可以在使用ArrayList時進行型別檢查。 從這一點上看來，ArrayList與陣列的區別主要就是由於動態增容的效率問題了 28、儘量使用HashMap 和ArrayList ,除非必要，否則不推薦使用HashTable和Vector ，後者由於使用同步機制，而導致了效能的開銷。