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避免未知的错误
在代码上线运行的过程中#xff0c;往往会出现很多我们意想不到的错误#xff0c;因为线上环境和开发环境是非常不同的#xff0c;错误定位到最后往往是一个…转载自 这些代码优化的方法你都用过吗
代码优化的最重要的作用应该是
避免未知的错误
在代码上线运行的过程中往往会出现很多我们意想不到的错误因为线上环境和开发环境是非常不同的错误定位到最后往往是一个非常小的原因。然而为了解决这个错误我们需要先自验证、再打包出待替换的class文件、暂停业务并重启对于一个成熟的项目而言最后一条其实影响是非常大的这意味着这段时间用户无法访问应用。因此在写代码的时候从源头开始注意各种细节权衡并使用最优的选择将会很大程度上避免出现未知的错误从长远看也极大的降低了工作量。
代码优化的目标是
1、减小代码的体积
2、提高代码运行的效率
1尽量指定类、方法的final修饰符
带有final修饰符的类是不可派生的。在Java核心API中有许多应用final的例子例如java.lang.String整个类都是final的。为类指定final修饰符可以让类不可以被继承为方法指定final修饰符可以让方法不可以被重写。如果指定了一个类为final则该类所有的方法都是final的。Java编译器会寻找机会内联所有的final方法内联对于提升Java运行效率作用重大。此举能够使性能平均提高50%。
2尽量重用对象
特别是String对象的使用出现字符串连接时应该使用StringBuilder/StringBuffer代替。由于Java虚拟机不仅要花时间生成对象以后可能还需要花时间对这些对象进行垃圾回收和处理因此生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响。
3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。
4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。
5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
6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);
}
7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。
8不要在循环中使用try...catch...应该把其放在最外层
根据网友们提出的意见这一点我认为值得商榷
9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。
10当复制大量数据时使用System.arraycopy()命令
11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。
12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。
13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
14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
15不要将数组声明为public static final
因为这毫无意义这样只是定义了引用为static final数组的内容还是可以随意改变的将数组声明为public更是一个安全漏洞这意味着这个数组可以被外部类所改变
16尽量在合适的场合使用单例
使用单例可以减轻加载的负担、缩短加载的时间、提高加载的效率但并不是所有地方都适用于单例简单来说单例主要适用于以下三个方面 控制资源的使用通过线程同步来控制资源的并发访问 控制实例的产生以达到节约资源的目的 控制数据的共享在不建立直接关联的条件下让多个不相关的进程或线程之间实现通信
17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
18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。
19实现RandomAccess接口的集合比如ArrayList应当使用最普通的for循环而不是foreach循环来遍历
这是JDK推荐给用户的。JDK API对于RandomAccess接口的解释是实现RandomAccess接口用来表明其支持快速随机访问此接口的主要目的是允许一般的算法更改其行为从而将其应用到随机或连续访问列表时能提供良好的性能。实际经验表明实现RandomAccess接口的类实例假如是随机访问的使用普通for循环效率将高于使用foreach循环反过来如果是顺序访问的则使用Iterator会效率更高。可以使用类似如下的代码作判断
if (list instanceof RandomAccess)
{for (int i 0; i list.size(); i){}
}
else
{Iterator? iterator list.iterable();while (iterator.hasNext()){iterator.next()}
}
foreach循环的底层实现原理就是迭代器Iterator。所以后半句反过来如果是顺序访问的则使用Iterator会效率更高的意思就是顺序访问的那些类实例使用foreach循环去遍历。
20使用同步代码块替代同步方法
除非能确定一整个方法都是需要进行同步的否则尽量使用同步代码块避免对那些不需要进行同步的代码也进行了同步影响了代码执行效率。
21将常量声明为static final并以大写命名
这样在编译期间就可以把这些内容放入常量池中避免运行期间计算生成常量的值。另外将常量的名字以大写命名也可以方便区分出常量与变量
22不要创建一些不使用的对象不要导入一些不使用的类
这毫无意义如果代码中出现The value of the local variable i is not used、The import java.util is never used那么请删除这些无用的内容
23程序运行过程中避免使用反射
反射是Java提供给用户一个很强大的功能功能强大往往意味着效率不高。不建议在程序运行过程中使用尤其是频繁使用反射机制特别是Method的invoke方法如果确实有必要一种建议性的做法是将那些需要通过反射加载的类在项目启动的时候通过反射实例化出一个对象并放入内存----用户只关心和对端交互的时候获取最快的响应速度并不关心对端的项目启动花多久时间。
24使用数据库连接池和线程池
这两个池都是用于重用对象的前者可以避免频繁地打开和关闭连接后者可以避免频繁地创建和销毁线程
25使用带缓冲的输入输出流进行IO操作
带缓冲的输入输出流即BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream这可以极大地提升IO效率
26顺序插入和随机访问比较多的场景使用ArrayList元素删除和中间插入比较多的场景使用LinkedList
这个理解ArrayList和LinkedList的原理就知道了
27不要让public方法中有太多的形参
public方法即对外提供的方法如果给这些方法太多形参的话主要有两点坏处 违反了面向对象的编程思想Java讲求一切都是对象太多的形参和面向对象的编程思想并不契合 参数太多势必导致方法调用的出错概率增加
至于这个太多指的是多少个3、4个吧。比如我们用JDBC写一个insertStudentInfo方法有10个学生信息字段要插如Student表中可以把这10个参数封装在一个实体类中作为insert方法的形参
28字符串变量和字符串常量equals的时候将字符串常量写在前面
这是一个比较常见的小技巧了如果有以下代码
String str 123;
if (str.equals(123))
{...
}
建议修改为
String str 123;
if (123.equals(str))
{...
}
这么做主要是可以避免空指针异常
29请知道在java中if (i 1)和if (1 i)是没有区别的但从阅读习惯上讲建议使用前者
平时有人问if (i 1)和if (1 i)有没有区别这就要从C/C讲起。
在C/C中if (i 1)判断条件成立是以0与非0为基准的0表示false非0表示true如果有这么一段代码
int i 2;
if (i 1)
{...
}
else
{...
}
C/C判断i1不成立所以以0表示即false。但是如果
int i 2;
if (i 1)
{...
}
else
{...
}
万一程序员一个不小心把if (i 1)写成if (i 1)这样就有问题了。在if之内将i赋值为1if判断里面的内容非0返回的就是true了但是明明i为2比较的值是1应该返回的false。这种情况在C/C的开发中是很可能发生的并且会导致一些难以理解的错误产生所以为了避免开发者在if语句中不正确的赋值操作建议将if语句写为
int i 2;
if (1 i)
{...
}
else
{...
}
这样即使开发者不小心写成了1 iC/C编译器也可以第一时间检查出来因为我们可以对一个变量赋值i为1但是不能对一个常量赋值1为i。
但是在Java中C/C这种if (i 1)的语法是不可能出现的因为一旦写了这种语法Java就会编译报错Type mismatch: cannot convert from int to boolean。但是尽管Java的if (i 1)和if (1 i)在语义上没有任何区别从阅读习惯上讲建议使用前者会更好些。
30不要对数组使用toString()方法
看一下对数组使用toString()打印出来的是什么
public static void main(String[] args)
{int[] is new int[]{1, 2, 3};System.out.println(is.toString());
}
结果是
[I18a992f本意是想打印出数组内容却有可能因为数组引用is为空而导致空指针异常。不过虽然对数组toString()没有意义但是对集合toString()是可以打印出集合里面的内容的因为集合的父类AbstractCollectionsE重写了Object的toString()方法。
31不要对超出范围的基本数据类型做向下强制转型
这绝不会得到想要的结果
public static void main(String[] args)
{long l 12345678901234L;int i (int)l;System.out.println(i);
}
我们可能期望得到其中的某几位但是结果却是
1942892530解释一下。Java中long是8个字节64位的所以12345678901234在计算机中的表示应该是
0000 0000 0000 0000 0000 1011 0011 1010 0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010一个int型数据是4个字节32位的从低位取出上面这串二进制数据的前32位是
0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010这串二进制表示为十进制1942892530所以就是我们上面的控制台上输出的内容。从这个例子上还能顺便得到两个结论
1、整型默认的数据类型是intlong l 12345678901234L这个数字已经超出了int的范围了所以最后有一个L表示这是一个long型数。顺便浮点型的默认类型是double所以定义float的时候要写成float f 3.5f
2、接下来再写一句int ii l i;会报错因为long int是一个long不能赋值给int
32公用的集合类中不使用的数据一定要及时remove掉
如果一个集合类是公用的也就是说不是方法里面的属性那么这个集合里面的元素是不会自动释放的因为始终有引用指向它们。所以如果公用集合里面的某些数据不使用而不去remove掉它们那么将会造成这个公用集合不断增大使得系统有内存泄露的隐患。
33把一个基本数据类型转为字符串基本数据类型.toString()是最快的方式、String.valueOf(数据)次之、数据最慢
把一个基本数据类型转为一般有三种方式我有一个Integer型数据i可以使用i.toString()、String.valueOf(i)、i三种方式三种方式的效率如何看一个测试
public static void main(String[] args)
{int loopTime 50000;Integer i 0;long startTime System.currentTimeMillis();for (int j 0; j loopTime; j){String str String.valueOf(i);} System.out.println(String.valueOf() (System.currentTimeMillis() - startTime) ms);startTime System.currentTimeMillis();for (int j 0; j loopTime; j){String str i.toString();} System.out.println(Integer.toString() (System.currentTimeMillis() - startTime) ms);startTime System.currentTimeMillis();for (int j 0; j loopTime; j){String str i ;} System.out.println(i \\ (System.currentTimeMillis() - startTime) ms);
}运行结果为
String.valueOf()11msInteger.toString()5msi 25ms所以以后遇到把一个基本数据类型转为String的时候优先考虑使用toString()方法。至于为什么很简单 String.valueOf()方法底层调用了Integer.toString()方法但是会在调用前做空判断 Integer.toString()方法就不说了直接调用了 i 底层使用了StringBuilder实现先用append方法拼接再用toString()方法获取字符串
三者对比下来明显是2最快、1次之、3最慢
34使用最有效率的方式去遍历Map
遍历Map的方式有很多通常场景下我们需要的是遍历Map中的Key和Value那么推荐使用的、效率最高的方式是
public static void main(String[] args)
{HashMapString, String hm new HashMapString, String();hm.put(111, 222);SetMap.EntryString, String entrySet hm.entrySet();IteratorMap.EntryString, String iter entrySet.iterator();while (iter.hasNext()){Map.EntryString, String entry iter.next();System.out.println(entry.getKey() \t entry.getValue());}
}
如果你只是想遍历一下这个Map的key值那用SetString keySet hm.keySet();会比较合适一些
35对资源的close()建议分开操作
比如我有这么一段代码
try
{XXX.close();YYY.close();
}
catch (Exception e)
{...
}
建议修改为
try
{XXX.close();
}catch (Exception e)
{...
}
try
{YYY.close();
}
catch (Exception e)
{...
}
虽然有些麻烦却能避免资源泄露。我们想如果没有修改过的代码万一XXX.close()抛异常了那么就进入了catch块中了YYY.close()不会执行YYY这块资源就不会回收了一直占用着这样的代码一多是可能引起资源句柄泄露的。而改为下面的写法之后就保证了无论如何XXX和YYY都会被close掉
36对于ThreadLocal使用前或者使用后一定要先remove
当前基本所有的项目都使用了线程池技术这非常好可以动态配置线程数、可以重用线程。
然而如果你在项目中使用到了ThreadLocal一定要记得使用前或者使用后remove一下。这是因为上面提到了线程池技术做的是一个线程重用这意味着代码运行过程中一条线程使用完毕并不会被销毁而是等待下一次的使用。我们看一下Thread类中持有ThreadLocal.ThreadLocalMap的引用
/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained* by the ThreadLocal class. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals null;线程不销毁意味着上条线程set的ThreadLocal.ThreadLocalMap中的数据依然存在那么在下一条线程重用这个Thread的时候很可能get到的是上条线程set的数据而不是自己想要的内容。
这个问题非常隐晦一旦出现这个原因导致的错误没有相关经验或者没有扎实的基础非常难发现这个问题因此在写代码的时候就要注意这一点这将给你后续减少很多的工作量。
37切记以常量定义的方式替代魔鬼数字魔鬼数字的存在将极大地降低代码可读性字符串常量是否使用常量定义可以视情况而定
38long或者Long初始赋值时使用大写的L而不是小写的l因为字母l极易与数字1混淆这个点非常细节值得注意
39所有重写的方法必须保留Override注解
这么做有三个原因
1清楚地可以知道这个方法由父类继承而来
2getObject()和get0bject()方法前者第四个字母是O后者第四个子母是0加了Override注解可以马上判断是否重写成功
3在抽象类中对方法签名进行修改实现类会马上报出编译错误
40推荐使用JDK7中新引入的Objects工具类来进行对象的equals比较直接a.equals(b)有空指针异常的风险
41循环体内不要使用进行字符串拼接而直接使用StringBuilder不断append
说一下不使用进行字符串拼接的原因假如我有一个方法
public String appendStr(String oriStr, String... appendStrs) {if (appendStrs null || appendStrs.length 0) {return oriStr;}for (String appendStr : appendStrs) {oriStr appendStr;}return oriStr;
}
将这段代码编译之后的.class文件使用javap -c进行反编译一下截取关键的一部分 意思就是每次虚拟机碰到这个操作符对字符串进行拼接的时候会new出一个StringBuilder然后调用append方法最后调用toString()方法转换字符串赋值给oriStr对象即循环多少次就会new出多少个StringBuilder()来这对于内存是一种浪费。
42不捕获Java类库中定义的继承自RuntimeException的运行时异常类
异常处理效率低RuntimeException的运行时异常类其中绝大多数完全可以由程序员来规避比如
ArithmeticException可以通过判断除数是否为空来规避NullPointerException可以通过判断对象是否为空来规避IndexOutOfBoundsException可以通过判断数组/字符串长度来规避ClassCastException可以通过instanceof关键字来规避ConcurrentModificationException可以使用迭代器来规避43避免Random实例被多线程使用虽然共享该实例是线程安全的但会因竞争同一seed 导致的性能下降JDK7之后可以使用ThreadLocalRandom来获取随机数
解释一下竞争同一个seed导致性能下降的原因比如看一下Random类的nextInt()方法实现
public int nextInt() {return next(32);
}
调用了next(int bits)方法这是一个受保护的方法 protected int next(int bits) {long oldseed, nextseed;AtomicLong seed this.seed;do {oldseed seed.get();nextseed (oldseed * multiplier addend) mask;} while (!seed.compareAndSet(oldseed, nextseed));return (int)(nextseed (48 - bits));
}
而这边的seed是一个全局变量 /*** The internal state associated with this pseudorandom number generator.* (The specs for the methods in this class describe the ongoing* computation of this value.)*/private final AtomicLong seed;
多个线程同时获取随机数的时候会竞争同一个seed导致了效率的降低。
44静态类、单例类、工厂类将它们的构造函数置为private
这是因为静态类、单例类、工厂类这种类本来我们就不需要外部将它们new出来将构造函数置为private之后保证了这些类不会产生实例对象。
