9个小技巧提升你的Java性能

任何傻瓜都能写出计算机可以理解的代码, 但只有优秀的程序眼才能写出人类可以理解的代码 — Martin Fowler

但是总有渴望编写高性能代码的程序员存在吧，让我们来看看如何编写运行更快的 Java 代码吧！

注意：JVM 对代码进行了有效的优化。因此，您不需要针对一般用例对其进行优化。但是，如果您想让 JVM 发挥最大性能。我们开始吧。

所有测试用例都在 Macbook Pro 2015 的 Java12 HotSpot(TM) 64-Bit Server VM 上运行

1、在构造函数中实例化

如果你的 Collections 只初始化一次，则最好集合构造器中对它的值进行初始化，而不是实例化集合后使用 addall 或add方法设置值.

// Slower ????‍♂️
Set<String> set = new HashSet<>();
set.addAll(Arrays.asList("one", "two", "three"));

// Faster ????
Set<String> set = new HashSet<>(Arrays.asList("one", "two", "three"));

让我们使用 JMH 基准测试来验证一下
结果的单位是每秒操作的次数(op/s)，数值越大，性能越高

@State(Scope.Thread)
public static class MyState {@Setup(Level.Trial)
    public void doSetup() {var arr = new Integer[100000];
        for (var i = 0; i < 100000; i++) {arr[i] = i;
        }
        list = Arrays.asList(arr);
    }

    public List list;
}

// Faster ???? > ~148,344 op/s
@Benchmark
public HashSet usingConstructor() {var set = new HashSet<>(list);
    return set;
}

// Slower ????‍♂️ > ~112,061 op/s
@Benchmark
public HashSet usingAddAll() {var set = new HashSet<>();
    set.addAll(list);
    return set;
}

construtor版本比 addall 版本提供~36000 op/s

2、addAll比 add 更快

同样的，addAll比 add 每秒提供更高的操作次数，所以下次当你向数组中添加的时，一定要先把它们收集起来，然后用 addAll 添加.

// Slower ????‍♂️ ~116116op/s
@Benchmark
public ArrayList<Integer> usingAdd() {var a = new int[1000];
    for (var i = 0; i < 1000; i++) {a[i] = i;
    }

    var arr = new ArrayList<Integer>();
    for (var i = 0; i < 1000; i++) {arr.add(a[i]);
    }

    return arr;
}

// Faster ???? ~299130 op/s
@Benchmark
public ArrayList<Integer> usingAddAll() {var a = new Integer[1000];
    for (var i = 0; i < 1000; i++) {a[i] = i;
    }
    
    var arr = new ArrayList<Integer>();
    arr.addAll(Arrays.asList(a));
    return arr;
}

addall 的速度几乎是 add 版本的两倍。

3、遍历 Map 使用EntrySet, 不要再使用KeySet

// Slower ????‍♂️ ~37000 op/s
@Benchmark
public HashMap<Integer, Integer> keySetIteration(Blackhole blackhole) {var someMap = new HashMap<Integer, Integer>();

    for (var i = 0; i < 1000; i++) {someMap.put(i, i);
    }

    var sum = 0;
    for(Integer i: someMap.keySet()) {
        sum += i;
        sum += someMap.get(i);
    }
    blackhole.consume(sum);
    return someMap;
}

// Faster ???? ~45000 op/s
@Benchmark
public HashMap<Integer, Integer> entrySetIteration(Blackhole blackhole) {var someMap = new HashMap<Integer, Integer>();

    for (var i = 0; i < 1000; i++) {someMap.put(i, i);
    }

    var sum = 0;
    for(Map.Entry<Integer, Integer> e: someMap.entrySet()) {sum += e.getKey();
        sum += e.getValue();}

    blackhole.consume(sum);

    return someMap;
}

EntrySet在一秒钟内可以运行 9000 个操作，远超它的变种KeySet

4、使用 SingleList 代替只有单个元素的数组

// Faster ????
var list = Collections.singletonList("S"); 

// Slower ????‍♂️
var list = new ArrayList(Arrays.asList("S"));

5、使用 EnumSet 代替 Hashset, EnumSet 更快

// Faster ????
public enum Color {RED, YELLOW, GREEN}

var colors = EnumSet.allOf(Color.class);

// Slower ????‍♂️
var colors = new HashSet<>(Arrays.asList(Color.values()));

关于更多 EnumSet 看这里

6、不要随意的初始化对象，尽量重复使用

// Faster ????
 var i = 0 ;
 i += addSomeNumber();
 i -= minusSomeNumber();
 return i;

 // Slower ????‍♂️
 var i = 0 ;
 var j = addSomeNumber();
 var k = minusSomeNumber();
 var l = i + j - k;
 return l;

7、使用 String.isEmpty() 方法来检查字符串是否为空

因为 String 是一个 byte[]，isEmpty 方法只是检查数组的长度，所以更快

public boolean isEmpty() {return value.length == 0;}

8、如果使用只有一个字符的字符串，请用单引号代替双引号

// Faster ????
 var r = 'R' ;
 var g = 'G' ;
 var b = 'B' ;

 // Slower ????‍♂️
 var r = "R" ;
 var g = "G" ;
 var b = "B" ;

9、尽可能使用 StringBuilder

// Faster ????
StringBuilder str = new StringBuilder(); 
str.append("A"); 
str.append("B"); 
str.append("C"); 
str.append("D"); 
str.append("E"); 
....

// Slower ????‍♂️
var str = "";
str += "A";
str += "B";
str += "C";
str += "D";
str += "E";
....

特别当你需要连接字符串的时候，使用 StringBuilder 比+更快