提升 Java 应用程序的十个优化技巧

迷路的架构师 2023-03-28 原文

程序性能优化是一个复杂的话题。往往需要结合具体场景进行性能分析，找出瓶颈提出优化建议。但是，假设我们平时很少关注细节的性能，那么这种情况下，优化这些细节所带来的收益也是相当可观的。接下来，我们就来说说Java代码细节优化的一些小技巧。

复杂的字符串连接操作使用 StringBuilder

职业生涯早期，在做字符串连接操作的时候，肯定会这么写：String a=c+e+d，这个Java语法糖对于开发者来说太方便了。但是如果你在循环中使用“+”，那就得小心了。

String a=null;
for(int i=0;i<1000;i++) {
  a=a+i;
}

我们都知道String 是不可变的，因此循环中对 string 的每一次赋值都会在堆内存中创建一个新的 String 对象。在一个循环体中，反复创建多个无用的对象，不仅会占用内存空间，还会影响GC时间。所以说，如果在循环中遇到字符串拼接，就使用 StringBuilder 而不是“+”。

使用 ThreadPoolExecutor 避免手动创建线程

许多初学者喜欢在编写代码时创建线程，这是一种危险的做法。

如果这个线程的创建需要处理大量的请求，很可能导致你的程序频繁的创建和销毁线程，频繁的切换线程上下文，浪费CPU资源，甚至会耗尽内存。

因此，建议使用ThreadPoolExecutor，并配置合适的核心线程数和最大线程数。

为集合预分配适当的容量

我们都知道 ArrayList，HashMap 和 ConcurrentHashMap 等集合类是可以自动扩容的，但是这种自动扩容涉及到底层数组的复制和迁移。如果扩容频繁，肯定会影响程序的性能。所以如果你能估计出大概的容量，请直接配置初始值。

使用枚举而不是常量类

很多人特别喜欢在项目中创建一个常量类，如下：

public class Constant {

    public static final String TOKEN_HEADER = "x-request-token";

    public static final Integer CODE_SUCCESS = 0;

    public static final Integer CODE_REQUEST_FAILED = 1;
    
    public static final Integer CODE_REQUEST_RUNNING = 2;
}

为什么不用枚举呢？Enum 有强制的类型验证。同时，使用枚举类的性能更高。并且使用 enum 还有更大的优势，它可以与策略模式一起使用来提高程序的可扩展性。例如：

public enum FileType {

    EXCEL(".xlsx"){
        @Override
        public void download(String path) {
                //do download excel file logic
        }
    }, CSV(".csv") {
        @Override
        public void download(String path) {
          //do download csv file logic
        }
    };

    private String suffix;

    FileType(String suffix) {
        this.suffix = suffix;
    }

    public String getSuffix() {
        return suffix;
    }

    public abstract void download(String path);
}

如代码所示，你可以根据需要动态选择一种策略来下载文件，直接调用FileType.EXCEL.download()，无需关心代码细节。

使用 NIO 代替传统 IO

传统的 IO 已经过时了。强烈推荐使用 NIO 代替传统的 IO。因为传统IO采用阻塞IO模型，请求数据后，线程从数据准备到数据可读都是阻塞的。

而且，传统IO如果要往网卡写数据，需要先把数据写到堆内存，然后再把数据拷贝到堆外的一块内存，再从用户态拷贝数据到内核状态缓冲区。最后CPU通知DMA将数据写入网卡，一共经历了3次拷贝。NiO不仅采用了multiplex IO模型，还可以使用direct memory来减少数据拷贝次数，从而提高性能。

使用移位操作

如果你看过一些JDK的源代码，比如HashMap，你会发现代码中有很多移位操作。因为JDK是比较底层的代码，对性能的追求也是极致的。在我们日常的编码中，可以用移位运算来代替一些乘除运算，比如a >> 1 代替 a / 2，a * 16 代替 a << 4。

这个技巧也能在一定程度上提高性能，但是如果你不擅长，那就不要强求，因为当代计算机的性能已经非常强大了，没必要为了一个程序而牺牲代码的可读性。

尝试使用单例模式

如果我们设计一个不需要考虑线程安全的类，请用单例模式来使用这个类，这样可以节省内存。幸运的是，对于我们使用的spring框架，Java bean默认是单例的。

降低锁粒度

假设我们有一个共享文档编辑功能，用户会同时编辑共享文档。为了保证文件的正确性，我们需要使用线程安全synchronized来保证。很多初学者可能会这样写。

public class Test{
    private Object lock = new Object();
    
    public void write(String username, String fileName) {
        synchronized(lock) {
            //do something
        }
    }
}

如果采用上述方式，只有一个线程可以进入同步代码块执行，其他线程只能挂起等待，即使这些线程可能写入不同的文件。我们可以通过降低锁粒度来提高性能。

public class Test{
    
    public void write(String username, String fileName) {
        synchronized(fileName.intern()) {
            //do something
        }
    }
}

不要随意使用静态变量

如果你熟悉JVM基础知识，那么就会知道如果一个对象被定义为静态变量，这个变量的引用就不容易被垃圾回收器回收。

public class Test{
    public static A a = new A();
}

静态变量“a”的生命周期与测试类相同。只要测试类型没有被卸载，“a”的引用对象就会驻留在内存中，直到程序终止。

使用基本数据类型

在应用程序中使用基本数据类型来减少内存消耗并提高程序性能。如果可以使用 int，请不要使用其 Integer 包装类型，使用double 而不是 Double。

基本数据类型的包装类实例存放在堆内存中，每次使用都会在堆内存中创建一个。如果使用基本数据类型，数据存放在栈帧中，栈的访问速度可比堆快很多。

技巧 Java span style color 开发前端 $程序性能优化

有关提升 Java 应用程序的十个优化技巧的更多相关文章

ruby - 在 Ruby 程序执行时阻止 Windows 7 PC 进入休眠状态 - 2
我需要在客户计算机上运行Ruby应用程序。通常需要几天才能完成(复制大备份文件)。问题是如果启用sleep，它会中断应用程序。否则，计算机将持续运行数周，直到我下次访问为止。有什么方法可以防止执行期间休眠并让Windows在执行后休眠吗？欢迎任何疯狂的想法;-) 最佳答案 Here建议使用SetThreadExecutionStateWinAPI函数，使应用程序能够通知系统它正在使用中，从而防止系统在应用程序运行时进入休眠状态或关闭显示。像这样的东西:require'Win32API'ES_AWAYMODE_REQUIRED=0x0
ruby - 将差异补丁应用于字符串/文件 - 2
对于具有离线功能的智能手机应用程序，我正在为Xml文件创建单向文本同步。我希望我的服务器将增量/差异(例如GNU差异补丁)发送到目标设备。这是计划:Time=0Server:hasversion_1ofXmlfile(~800kiB)Client:hasversion_1ofXmlfile(~800kiB)Time=1Server:hasversion_1andversion_2ofXmlfile(each~800kiB)computesdeltaoftheseversions(=patch)(~10kiB)sendspatchtoClient(~10kiBtransferred)Cl
ruby - 如何指定 Rack 处理程序 - 2
Rackup通过Rack的默认处理程序成功运行任何Rack应用程序。例如:classRackAppdefcall(environment)['200',{'Content-Type'=>'text/html'},["Helloworld"]]endendrunRackApp.new但是当最后一行更改为使用Rack的内置CGI处理程序时，rackup给出“NoMethodErrorat/undefinedmethod`call'fornil:NilClass”:Rack::Handler::CGI.runRackApp.newRack的其他内置处理程序也提出了同样的反对意见。例如Rack
ruby - 在 Ruby 中编写命令行实用程序 - 2
我想用ruby编写一个小的命令行实用程序并将其作为gem分发。我知道安装后，Guard、Sass和Thor等某些gem可以从命令行自行运行。为了让gem像二进制文件一样可用，我需要在我的gemspec中指定什么。最佳答案 Gem::Specification.newdo|s|...s.executable='name_of_executable'...endhttp://docs.rubygems.org/read/chapter/20 关于ruby-在Ruby中编写命令行实用程序
ruby-on-rails - Rails 应用程序之间的通信 - 2
我构建了两个需要相互通信和发送文件的Rails应用程序。例如，一个Rails应用程序会发送请求以查看其他应用程序数据库中的表。然后另一个应用程序将呈现该表的json并将其发回。我还希望一个应用程序将存储在其公共(public)目录中的文本文件发送到另一个应用程序的公共(public)目录。我从来没有做过这样的事情，所以我什至不知道从哪里开始。任何帮助，将不胜感激。谢谢! 最佳答案无论Rails是什么，几乎所有Web应用程序都有您的要求，大多数现代Web应用程序都需要相互通信。但是有一个小小的理解需要你坚持下去，网站不应直接访问彼此
ruby - 无法运行 Rails 2.x 应用程序 - 2
我尝试运行2.x应用程序。我使用rvm并为此应用程序设置其他版本的ruby:$rvmuseree-1.8.7-head我尝试运行服务器，然后出现很多错误:$script/serverNOTE:Gem.source_indexisdeprecated,useSpecification.Itwillberemovedonorafter2011-11-01.Gem.source_indexcalledfrom/Users/serg/rails_projects_terminal/work_proj/spohelp/config/../vendor/rails/railties/lib/r
ruby-on-rails - Rails 应用程序中的 Rails : How are you using application_controller. rb 是新手吗？ - 2
刚入门rails，开始慢慢理解。有人可以解释或给我一些关于在application_controller中编码的好处或时间和原因的想法吗？有哪些用例。您如何为Rails应用程序使用应用程序Controller？我不想在那里放太多代码，因为据我了解，每个请求都会调用此Controller。这是真的？最佳答案 ApplicationController实际上是您应用程序中的每个其他Controller都将从中继承的类(尽管这不是强制性的)。我同意不要用太多代码弄乱它并保持干净整洁的态度，尽管在某些情况下ApplicationContr
java - 等价于 Java 中的 Ruby Hash - 2
我真的很习惯使用Ruby编写以下代码:my_hash={}my_hash['test']=1Java中对应的数据结构是什么？最佳答案 HashMapmap=newHashMap();map.put("test",1);我假设？关于java-等价于Java中的RubyHash，我们在StackOverflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/22737685/
ruby-on-rails - 如何在我的 Rails 应用程序 View 中打印 ruby 变量的内容？ - 2
我是一个Rails初学者，但我想从我的RailsView(html.haml文件)中查看Ruby变量的内容。我试图在ruby中打印出变量(认为它会在终端中出现)，但没有得到任何结果。有什么建议吗？我知道Rails调试器，但更喜欢使用inspect来打印我的变量。最佳答案您可以在View中使用puts方法将信息输出到服务器控制台。您应该能够在View中的任何位置使用Haml执行以下操作:-puts@my_variable.inspect 关于ruby-on-rails-如何在我的R
java - 从 JRuby 调用 Java 类的问题 - 2
我正在尝试使用boilerpipe来自JRuby。我看过guide从JRuby调用Java，并成功地将它与另一个Java包一起使用，但无法弄清楚为什么同样的东西不能用于boilerpipe。我正在尝试基本上从JRuby中执行与此Java等效的操作:URLurl=newURL("http://www.example.com/some-location/index.html");Stringtext=ArticleExtractor.INSTANCE.getText(url);在JRuby中试过这个:require'java'url=java.net.URL.new("http://www