Java程式設計中“為了效能”儘量要做到的一些地方

　　最近的機器記憶體又爆滿了，除了新增機器記憶體外，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瞭解是應該好好打壓打壓了。

　　下面是參考網路資源總結的一些在Java程式設計中儘可能要做到的一些地方。

　　1. 儘量在合適的場合使用單例

　　使用單例可以減輕載入的負擔，縮短載入的時間，提高載入的效率，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方面：

　　第一，控制資源的使用，通過執行緒同步來控制資源的併發訪問；

　　第二，控制例項的產生，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，讓多個不相關的程式或執行緒之間實現通訊。

　　2. 儘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記憶體，如

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

　　此時靜態變數b的生命週期與A類同步，如果A類不會解除安裝，那麼b物件會常駐記憶體，直到程式終止。

　　3. 儘量避免過多過常的建立Java物件

儘量避免在經常呼叫的方法，迴圈中new物件，由於系統不僅要花費時間來建立物件，而且還要花時間對這些物件進行垃圾回收和處理，在我們可以控制的範圍內，最大限度的重用物件，最好能用基本的資料型別或陣列來替代物件。

　　4. 儘量使用final修飾符

　　帶有final修飾符的類是不可派生的。在Java核心API中，有許多應用final的例子，例如java.lang.String。為String類指定final防止了使用者覆蓋length()方法。另外，如果一個類是final的，則該類所有方法都是final的。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%。

　　5. 儘量使用區域性變數

　　呼叫方法時傳遞的引數以及在呼叫中建立的臨時變數都儲存在棧（Stack）中，速度較快。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。

　　6. 儘量處理好包裝型別和基本型別兩者的使用場所

　　雖然包裝型別和基本型別在使用過程中是可以相互轉換，但它們兩者所產生的記憶體區域是完全不同的，基本型別資料產生和處理都在棧中處理，包裝型別是物件，是在堆中產生例項。

　　在集合類物件，有物件方面需要的處理適用包裝型別，其他的處理提倡使用基本型別。

　　7. 慎用synchronized，儘量減小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，所以儘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當前物件的其他方法。所以synchronize的方法儘量小，並且應儘量使用方法同步代替程式碼塊同步。

　　8. 儘量使用StringBuilder和StringBuffer進行字串連線

　　這個就不多講了。

　　9. 儘量不要使用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代記憶體時，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，程式執行效率更差。

　　10. 儘量使用基本資料型別代替物件

　　String str = "hello";

　　上面這種方式會建立一個“hello”字串，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物件底層還包含一個char[]陣列，這個char[]陣列依次存放了h,e,l,l,o

　　11. 單執行緒應儘量使用HashMap、ArrayList

　　HashTable、Vector等使用了同步機制，降低了效能。

　　12. 儘量合理的建立HashMap

　　當你要建立一個比較大的hashMap時，充分利用另一個建構函式

　　public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)

　　避免HashMap多次進行了hash重構,擴容是一件很耗費效能的事，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. 儘量減少對變數的重複計算

　　如

　　for(int i=0;i<list.size();i++)

　　應該改為

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

　　並且在迴圈中應該避免使用複雜的表示式，在迴圈中，迴圈條件會被反覆計算，如果不使用複雜表示式，而使迴圈條件值不變的話，程式將會執行的更快。 

　　14. 儘量避免不必要的建立

　　如

　　A a = new A();

　　if(i==1){list.add(a);}

　　應該改為

　　if(i==1){

　　A a = new A();

　　list.add(a);}

　　15. 儘量在finally塊中釋放資源

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

　　16. 儘量使用移位來代替'a/b'的操作

　　"/"是一個代價很高的操作，使用移位的操作將會更快和更有效

　　如

　　int num = a / 4;

　　int num = a / 8;

　　應該改為

　　int num = a >> 2;

　　int num = a >> 3;

　　但注意的是使用移位應新增註釋，因為移位操作不直觀，比較難理解

　　17.儘量使用移位來代替'a*b'的操作

　　同樣的，對於'*'操作，使用移位的操作將會更快和更有效

　　如

　　int num = a * 4;

　　int num = a * 8;

　　應該改為

　　int num = a << 2;

　　int num = a << 3;

　　18. 儘量確定StringBuffer的容量

　　StringBuffer 的構造器會建立一個預設大小（通常是16）的字元陣列。在使用中，如果超出這個大小，就會重新分配記憶體，建立一個更大的陣列，並將原先的陣列複製過來，再 丟棄舊的陣列。在大多數情況下，你可以在建立 StringBuffer的時候指定大小，這樣就避免了在容量不夠的時候自動增長，以提高效能。 

　　如：StringBuffer buffer = new StringBuffer(1000);  

　　19. 儘量早釋放無用物件的引用

　　大部分時，方法區域性引用變數所引用的物件 會隨著方法結束而變成垃圾，因此，大部分時候程式無需將區域性，引用變數顯式設為null。

　　例如：

Public void test(){
Object obj = new Object();
……
Obj=null;
}

　　上面這個就沒必要了，隨著方法test()的執行完成，程式中obj引用變數的作用域就結束了。但是如果是改成下面：

Public void test(){
Object obj = new Object();
……
Obj=null;
//執行耗時，耗記憶體操作；或呼叫耗時，耗記憶體的方法
……
}

　　這時候就有必要將obj賦值為null，可以儘早的釋放對Object物件的引用。

　　20. 儘量避免使用二維陣列

　　二維資料佔用的記憶體空間比一維陣列多得多，大概10倍以上。

　　21. 儘量避免使用split

　　除非是必須的，否則應該避免使用split，split由於支援正規表示式，所以效率比較低，如果是頻繁的幾十，幾百萬的呼叫將會耗費大量資源，如果確實需 要頻繁的呼叫split，可以考慮使用apache的StringUtils.split(string,char)，頻繁split的可以快取結果。

　　22. ArrayList & LinkedList

　　一 個是線性表，一個是連結串列，一句話，隨機查詢儘量使用ArrayList，ArrayList優於LinkedList，LinkedList還要移動指 針，新增刪除的操作LinkedList優於ArrayList，ArrayList還要移動資料，不過這是理論性分析，事實未必如此，重要的是理解好2 者得資料結構，對症下藥。

　　23. 儘量使用System.arraycopy ()代替通過來迴圈複製陣列

　　System.arraycopy() 要比通過迴圈來複制陣列快的多 

　　24. 儘量快取經常使用的物件

　　儘可能將經常使用的物件進行快取，可以使用陣列，或HashMap的容器來進行快取，但這種方式可能導致系統佔用過多的快取，效能下降，推薦可以使用一些第三方的開源工具，如EhCache，Oscache進行快取，他們基本都實現了FIFO/FLU等快取演算法。

　　25. 儘量避免非常大的記憶體分配

　　有時候問題不是由當時的堆狀態造成的，而是因為分配失敗造成的。分配的記憶體塊都必須是連續的，而隨著堆越來越滿，找到較大的連續塊越來越困難。

　　26. 慎用異常

　　當建立一個異常時，需要收集一個棧跟蹤(stack track)，這個棧跟蹤用於描述異常是在何處建立的。構建這些棧跟蹤時需要為執行時棧做一份快照，正是這一部分開銷很大。當需要建立一個 Exception 時，JVM 不得不說：先別動，我想就您現在的樣子存一份快照，所以暫時停止入棧和出棧操作。棧跟蹤不只包含執行時棧中的一兩個元素，而是包含這個棧中的每一個元素。

　　如果您建立一個 Exception ，就得付出代價。好在捕獲異常開銷不大，因此可以使用 try-catch 將核心內容包起來。從技術上講，您甚至可以隨意地丟擲異常，而不用花費很大的代價。招致效能損失的並不是 throw 操作——儘管在沒有預先建立異常的情況下就丟擲異常是有點不尋常。真正要花代價的是建立異常。幸運的是，好的程式設計習慣已教會我們，不應該不管三七二十一就 丟擲異常。異常是為異常的情況而設計的，使用時也應該牢記這一原則。

　　相關回復：

　　xuanyuan 寫道

　　7.慎用synchronized，儘量減小synchronize的方法

　　re：同意，不過文中有個地方說錯了，使用synchronized關鍵字並不一定都是鎖定當前物件的，要看具體的鎖是什麼。如果是在方法上加的synchronized，則是以物件本身為鎖的，如果是靜態方法則鎖的粒度是類。

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　　9.儘量不要使用finalize方法

　　re：同意，其實不推薦用finalize方法的根本原因在於，JVM的規範並不保證何時執行該方法，所以用這個方法來釋放資源很不合適，有可能造成長時間資源得不到釋放。

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　　16.儘量使用移位來代替'a/b'的操作；17.儘量使用移位來代替'a*b'的操作

　　re：個人不太同意這兩條。這樣做確實有更好的效能，但是卻犧牲了可讀性。這兩個操作符對很多程式設計師來說並不直觀。我認為在如今硬體價格不那麼昂貴的情況下，略微犧牲一些效能，換來更好的可讀性和可維護性是好的選擇。

　　wuzhengju 寫道

　　19.儘量早釋放無用物件的引用

　　大部分時，方法區域性引用變數所引用的物件 會隨著方法結束而變成垃圾，因此，大部分時候程式無需將區域性，引用變數顯式設為null。

　　例如：

Public void test(){
Object obj = new Object();
……
Obj=null;
}

　　上面這個就沒必要了，隨著方法test()的執行完成，程式中obj引用變數的作用域就結束了。但是如果是改成下面：

Public void test(){
Object obj = new Object();
……
Obj=null;
//執行耗時，耗記憶體操作；或呼叫耗時，耗記憶體的方法
……
}

　　如果Object obj = new Object(); 如果這物件並不是大物件，這有必要嗎？Obj=null;只是告訴jvm這個物件已經成為垃圾，至於什麼時候回收，還不能確定！ 這可讀性也不好！