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Java代码优化建议

jiezi

总结日常 Java 开发常见优化策略，持续更新。

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。

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。而释放资源最好的地方就是 finally 代码块。

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, length = list.size(); i < length; i++){...}

这样，在 list.size()很大的时候，就减少了很多的消耗

尽量采用懒加载的策略，即在需要的时候才创建

例如：

String str = "aaa";
if (i == 1){list.add(str);
}

建议替换为：

if (i == 1){
  String str = "aaa";
  list.add(str);
}

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。

如果能估计到待添加的内容长度，为底层以数组方式实现的集合、工具类指定初始长度

比如 ArrayList、LinkedLlist、StringBuilder、StringBuffer、HashMap、HashSet 等等，以 StringBuilder 为例：

  • StringBuilder() // 默认分配 16 个字符的空间
  • StringBuilder(int size) // 默认分配 size 个字符的空间
  • StringBuilder(String str) // 默认分配 16 个字符 +str.length()个字符空间

可以通过类（这里指的不仅仅是上面的 StringBuilder）的构造函数来设定它的初始化容量，这样可以明显地提升性能。比如 StringBuilder 吧，length 表示当前的 StringBuilder 能保持的字符数量。因为当 StringBuilder 达到最大容量的时候，它会将自身容量增加到当前的 2 倍再加 2，无论何时只要 StringBuilder 达到它的最大容量，它就不得不创建一个新的字符数组然后将旧的字符数组内容拷贝到新字符数组中 —- 这是十分耗费性能的一个操作。试想，如果能预估到字符数组中大概要存放 5000 个字符而不指定长度，最接近 5000 的 2 次幂是 4096，每次扩容加的 2 不管，那么：

  • 在 4096 的基础上，再申请 8194 个大小的字符数组，加起来相当于一次申请了 12290 个大小的字符数组，如果一开始能指定 5000 个大小的字符数组，就节省了一倍以上的空间
  • 把原来的 4096 个字符拷贝到新的的字符数组中去

这样，既浪费内存空间又降低代码运行效率。所以，给底层以数组实现的集合、工具类设置一个合理的初始化容量是错不了的，这会带来立竿见影的效果。但是，注意，像 HashMap 这种是以数组 + 链表实现的集合，别把初始大小和你估计的大小设置得一样，因为一个 table 上只连接一个对象的可能性几乎为 0 。初始大小建议设置为 2 的 N 次幂，如果能估计到有 2000 个元素，设置成 new HashMap(128)、new HashMap(256)都可以。

当复制大量数据时，使用 System.arraycopy()命令

乘法和除法使用移位操作

例如：

for (val = 0; val < 100000; val += 5){
  a = val * 8;
  b = val / 2;
}

用移位操作可以极大地提高性能，因为在计算机底层，对位的操作是最方便、最快的，因此建议修改为：

for (val = 0; val < 100000; val += 5){
  a = val << 3;
  b = val >> 1;
}

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。

循环内不要不断创建对象引用

例如：

for (int i = 1; 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。

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

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

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

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。

参考文章：

https://www.cnblogs.com/xrq73…
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