Java效能最佳化通用篇

效能|最佳化 一、通用篇

“通用篇”討論的問題適合於大多數Java應用。


1.1 不用new關鍵詞建立類的執行個體


用new關鍵詞建立類的執行個體時，建構函式鏈中的所有建構函式都會被自動調用。但如果一個對象實現了Cloneable介面，我們可以調用它的clone()方法。clone()方法不會調用任何類建構函式。


在使用設計模式（Design Pattern）的場合，如果用Factory模式建立對象，則改用clone()方法建立新的對象執行個體非常簡單。例如，下面是Factory模式的一個典型實現：


public static Credit getNewCredit() {return new Credit();}




改進後的代碼使用clone()方法，如下所示：


private static Credit BaseCredit = new Credit();public static Credit getNewCredit() {return (Credit) BaseCredit.clone();}





上面的思路對於數組處理同樣很有用。


1.2 使用非阻塞I/O


版本較低的JDK不支援非阻塞I/O API。為避免I/O阻塞，一些應用採用了建立大量線程的辦法（在較好的情況下，會使用一個緩衝池）。這種技術可以在許多必須支援並發I/O流的應用中見到，如Web伺服器、報價和拍賣應用等。然而，建立Java線程需要相當可觀的開銷。


JDK 1.4引入了非阻塞的I/O庫（java.nio）。如果應用要求使用版本較早的JDK，在這裡有一個支援非阻塞I/O的軟體包。


1.3 慎用異常


異常對效能不利。拋出異常首先要建立一個新的對象。Throwable介面的建構函式調用名為fillInStackTrace()的本地（Native）方法，fillInStackTrace()方法檢查堆棧，收集調用跟蹤資訊。只要有異常被拋出，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對象。


異常只能用於錯誤處理，不應該用來控製程序流程。


1.4 不要重複初始設定變數


預設情況下，調用類的建構函式時， Java會把變數初始化成確定的值：所有的對象被設定成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關鍵詞建立一個對象時，建構函式鏈中的所有建構函式都會被自動調用。


1.5 盡量指定類的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防止了人們覆蓋length()方法。


另外，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%。


1.6 盡量使用局部變數


調用方法時傳遞的參數以及在調用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、執行個體變數等，都在堆（Heap）中建立，速度較慢。另外，依賴於具體的編譯器/JVM，局部變數還可能得到進一步最佳化。


1.7 乘法和除法


考慮下面的代碼：


for (val = 0; val < 100000; val +=5) { alterX = val * 8; myResult = val * 2; }




用移位操作替代乘法操作可以極大地提高效能。下面是修改後的代碼：


for (val = 0; val < 100000; val += 5) { alterX = val << 3; myResult = val << 1; }





修改後的代碼不再做乘以8的操作，而是改用等價的左移3位操作，每左移1位相當於乘以2。相應地，右移1位操作相當於除以2。值得一提的是，雖然移位操作速度快，但可能使代碼比較難於理解，所以最好加上一些注釋。