Java性能優化技巧集錦（一）

摘要:

　　可供程序利用的資源（內存、CPU時間、網絡帶寬等）是有限的，優化的目的就是讓程序用儘可能少的資源完成預定的任務。優化通常包含兩方面的內容：減小代碼的體積，提高代碼的運行效率。本文討論的主要是如何提高代碼的效率。

　　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關鍵詞創建類的實例

　　用new關鍵詞創建類的實例時，構造函數鏈中的所有構造函數都會被自動調用。但如果一個對象實現了Cloneable接口，我們可以調用它的clone()方法。clone()方法不會調用任何類構造函數。

　　在使用設計模式（Design Pattern）的場合，如果用Factory模式創建對象，則改用clone()方法創建新的對象實例非常簡單。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不支持非阻塞I/O API。爲避免I/O阻塞，一些應用採用了創建大量線程的辦法（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持併發I/O流的應用中見到，如Web服務器、報價和拍賣應用等。然而，創建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，在這裏有一個支持非阻塞I/O的軟件包。

　　1.3 慎用異常

　　異常對性能不利。拋出異常首先要創建一個新的對象。Throwable接口的構造函數調用名爲fillInStackTrace()的本地（Native）方法，fillInStackTrace()方法檢查堆棧，收集調用跟蹤信息。只要有異常被拋出，VM就必須調整調用堆棧，因爲在處理過程中創建了一個新的對象。

　　異常只能用於錯誤處理，不應該用來控制程序流程。

　　1.4 不要重複初始化變量

　　默認情況下，調用類的構造函數時， Java會把變量初始化成確定的值：所有的對象被設置成null，整數變量（byte、short、int、long）設置成0，float和double變量設置成0.0，邏輯值設置成false。當一個類從另一個類派生時，這一點尤其應該注意，因爲用new關鍵詞創建一個對象時，構造函數鏈中的所有構造函數都會被自動調用。

　　1.5 儘量指定類的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。爲String類指定final防止了人們覆蓋length()方法。

　　另外，如果指定一個類爲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）。此舉能夠使性能平均提高50%。

　　1.6 儘量使用局部變量

　　調用方法時傳遞的參數以及在調用中創建的臨時變量都保存在棧（Stack）中，速度較快。其他變量，如靜態變量、實例變量等，都在堆（Heap）中創建，速度較慢。另外，依賴於具體的編譯器/JVM，局部變量還可能得到進一步優化。請參見《儘可能使用堆棧變量》。

　　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性能。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，所以最好加上一些註釋。