要想对Java应用代码进行优化,我们首先需要分析其具体工作原理.事实上,影响性能优化效果的因素多种多样,我们需要从垃圾回收、操作系统设置以及虚拟机制等多个角度着眼,方可顺利完成任务.在今天的文章中,昆明IT培训将分享五项性能优化技巧,希望能为你的Java应用提升工作带来启示.
①从最小Heap分配入手
下面给你提供一些在JAVA程序的设计和编码中,经常采用的一些方法和技巧,可以提高JAVA程序的性能：
①.．对象的生成和大小的调整.
JAVA程序设计中一个普遍的问题就是没有好好的利用JAVA语言本身提供的函数,从而常常会生成大量的对象（或实例）.由于系统不仅要花时间生成对象,以后可能还需花时间对这些对象进行垃圾回收和处理.所以呢,生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响.
例1：关于String ,StringBuffer,+和append
JAVA语言提供了对于String类型变量的操作.但如果使用不当,会给程序的性能带来影响.如下面的语句：
String name=new String("HuangWeiFeng");
System.out.println(name+"is my name");
看似已经很精简了,其实并非如此.为了生成二进制的代码,要进行如下的步骤和操作：
(1) 生成新的字符串 new String（STR_1);
(10) 保存该字符串缓冲到数组中（从位置1开始）;
(11) 以STR_1为参数,调用字符串缓冲(StringBuffer)类中的append方法;
经修改,上面的代码可以用如下的代码来替换.
StringBuffer name=new StringBuffer("HuangWeiFeng");
System.out.println(name.append("is my name.").toString());
系统将进行如下的操作：
(1) 生成新的字符串缓冲变量new StringBuffer(STR_BUF_1);
(11)调用out变量中的println方法,输出结果.
代码段1：
String name= new StringBuffer("HuangWeiFeng");
name+="is my";
name+="name";
name.append("is my");
name.append("name.").toString();
所以呢,充分的利用JAVA提供的库函数来优化程序,对提高JAVA程序的性能时非常重要的.其注意点主要有如下几方面；
(1) 尽可能的使用静态变量（Static Class Variables）
如果类中的变量不会随他的实例而变化,就可以定义为静态变量,从而使他所有的实例都共享这个变量.
例：
public class foo
{
SomeObject so=new SomeObject();
}
就可以定义为：
static SomeObject so=new SomeObject();
对于一些类(如：String类)来讲,宁愿在重新生成一个新的对象实例,而不应该修改已经生成的对象实例.
String name="Huang";
name="Wei";
name="Feng";
上述代码生成了三个String类型的对象实例.而前两个马上就需要系统进行垃圾回收处理.如果要对字符串进行连接的操作,性能将得更差,因为系统将不得为此生成更多得临时变量,如上例1所示.
If(x==1) then
Foo=so.getXX();
可以修改为：
if(x==1) then
JAVA语言中提供了try/catch来发方便用户捕捉异常,进行异常的处理.但是如果使用不当,也会给JAVA程序的性能带来影响.所以呢,要注意以下两点：
(1) 避免对应用程序的逻辑使用try/catch
如果可以用if,while等逻辑语句来处理,那么就尽可能的不用try/catch语句.
在必须要进行异常的处理时,要尽可能的重用已经存在的异常对象.以为在异常的处理中,生成一个异常对象要消耗掉大部分的时间.
一个高性能的应用程序中一般都会用到线程.因为线程能充分利用系统的资源.在其他线程因为等待硬盘或网络读写而 时,程序能继续处理和运行.但是对线程运用不当,也会影响程序的性能.
Vector主要用来保存各种类型的对象（包括相同类型和不同类型的对象）.但是在一些情况下使用会给程序带来性能上的影响.这主要是由Vector类的两个特点所决定的.第一,Vector提供了线程的安全保护功能.即使Vector类中的许多方法同步.但是如果你已经确认你的应用程序是单线程,这些方法的同步就完全不必要了.第二,在Vector查找存储的各种对象时,常常要花很多的时间进行类型的匹配.而当这些对象都是同一类型时,这些匹配就完全不必要了.所以呢,有必要设计一个单线程的,保存特定类型对象的类或集合来替代Vector类.用来替换的程序如下（StringVector.java）：
public class StringVector
private String [] data;
private int count;
public StringVector()
this(10); // default size is 10
public StringVector(int initialSize)
data = new String[initialSize];
public void add(String str)
// ignore null strings
if(str == null) { return; }
ensureCapacity(count + 1);
data[count++] = str;
private void ensureCapacity(int minCapacity)
int oldCapacity = data.length;
if (minCapacity oldCapacity)
String oldData[] = data;
data = new String[newCapacity];
System.arraycopy(oldData, 0, data, 0, count);
public void remove(String str)
if(str == null) { return; // ignore null str }
for(int i = 0; i count; i++)
// check for a match
if(data[i].equals(str))
System.arraycopy(data,i+1,data,i,count-1); // copy data
// allow previously valid array element be gc+d
data[--count] = null;
return;
public final String getStringAt(int index)
if(index 0) { return null; }
else if(index count) { return null; // index is # strings }
else { return data[index]; // index is good }
所以呢,代码：
Vector Strings=new Vector();
Strings.add("One");
Strings.add("Two");
String Second=(String)Strings.elementAt(1);
可以用如下的代码替换：
StringVector Strings=new StringVector();
String Second=Strings.getStringAt(1);
这样就可以通过优化线程来提高JAVA程序的性能.用于测试的程序如下（TestCollection.java）:
import java.util.Vector;
public class TestCollection
public static void main(String args [])
TestCollection collect = new TestCollection();
if(args.length == 0)
System.out.println("Usage: java TestCollection [ vector | stringvector ]");
System.exit(1);
if(args[0].equals("vector"))
Vector store = new Vector();
long start = System.currentTimeMillis();
for(int i = 0; i 1000000; i++)
store.addElement("string");
long finish = System.currentTimeMillis();
System.out.println((finish-start));
start = System.currentTimeMillis();
String result = (String)store.elementAt(i);
finish = System.currentTimeMillis();
else if(args[0].equals("stringvector"))
StringVector store = new StringVector();
for(int i = 0; i 1000000; i++) { store.add("string"); }
for(int i = 0; i 1000000; i++) {
String result = store.getStringAt(i);
关于线程的操作,要注意如下几个方面：
(1) 防止过多的同步
如上所示,不必要的同步常常会造成程序性能的下降.所以呢,如果程序是单线程,则一定不要使用同步.
对某个方法或函数进行同步比对整个代码段进行同步的性能要好.
一般每个对象都只有一个"锁",这就表明如果两个线程执行一个对象的两个不同的同步方法时,会发生"死锁".即使这两个方法并不共享任何资源.为了避免这个问题,可以对一个对象实行"多锁"的机制.如下所示：
class foo
private static int var1;
private static Object lock1=new Object();
public static void increment1()
synchronized(lock1)
var1++;
输入和输出包括很多方面,但涉及最多的是对硬盘,网络或数据库的读写操作.对于读写操作,又分为有缓存和没有缓存的；对于数据库的操作,又可以有多种类型的JDBC驱动器可以选择.但无论怎样,都会给程序的性能带来影响.所以呢,需要注意如下几点：
(1) 使用输入输出缓冲
尽可能的多使用缓存.但如果要经常对缓存进行刷新（flush）,则建议不要使用缓存.
当时用Output Stream和Unicode字符串时,Write类的开销比较大.因为它要实现Unicode到字节(byte)的转换.所以呢,如果可能的话,在使用Write类之前就实现转换或用OutputStream类代替Writer类来使用.
当序列化一个类或对象时,对于那些原子类型（atomic）或可以重建的原素要表识为transient类型.这样就不用每一次都进行序列化.如果这些序列化的对象要在网络上传输,这一小小的改变对性能会有很大的提高.
对于那些经常要使用而又不大变化的对象或数据,可以把它存储在高速缓存中.这样就可以提高访问的速度.这一点对于从数据库中返回的结果集尤其重要.
JAVA对访问数据库提供了四种方法.这其中有两种是JDBC驱动器.一种是用JAVA外包的本地驱动器；另一种是完全的JAVA驱动器.具体要使用哪一种得根据JAVA布署的环境和应用程序本身来定.
(1) 使用局部变量.
代码优化细节
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.
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,所以呢,生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响.
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.
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.
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
①.、 尽量指定类的final修饰符 带有final修饰符的类是不可派生的.
特别是String 对象的使用中,出现字符串连接情况时应用StringBuffer 代替.由于系统不仅要花时间生成对象,以后可能还需花时间对这些对象进行垃圾回收和处理.所以呢,生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响.
其他变量,如静态变量、实例变量等,都在堆（Heap）中创建,速度较慢.另外,依赖于具体的编译器/JVM,局部变量还可能得到进一步优化.请参见<<尽可能使用堆栈变量>>.
默认情况下,调用类的构造函数时, Java会把变量初始化成确定的值：所有的对象被设置成null,整数变量（byte、short、int、long）设置成0,float和double变量设置成0.0,逻辑值设置成false.当一个类从另一个类派生时,这一点尤其应该注意,因为用new关键词创建一个对象时,构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用.
因为对这些大对象的操作会造成系统大的开销,稍有不慎,会导致严重的后果.
JVM回收垃圾的条件是：对象不在被引用；然而,JVM的GC并非十分的机智,即使对象满足了垃圾回收的条件也不一定会被立即回收.所以,建议我们在对象使用完毕,应手动置成null.
例如：for(int i = 0;i list.size; i ++) {
...
应替换为：
for(int i = 0,int len = list.size();i len; i ++){
①.0、尽量采用lazy loading 的策略,即在需要的时候才开始创建.
例如： String str = "aaa";
if(i == 1) {
list.add(str);
String str = "aaa";
①.1、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（Native）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,VM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.
Try {
} catch() {
应把其放置在最外层.
StringBuffer表示了可变的、可写的字符串.
有三个构造方法 :
StringBuffer (int size); //分配size个字符的空间
你可以通过StringBuffer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.
这里提到的构造函数是StringBuffer(int length),length参数表示当前的StringBuffer能保持的字符数量.你也可以使用ensureCapacity(int minimumcapacity)方法在StringBuffer对象创建之后设置它的容量.首先我们看看StringBuffer的缺省行为,然后再找出一条更好的提升性能的途径.
简单地说,一个Vector就是一个java.lang.Object实例的数组.Vector与数组相似,它的元素可以通过整数形式的索引访问.但是,Vector类型的对象在创建之后,对象的大小能够根据元素的增加或者删除而扩展、缩小.请考虑下面这个向Vector加入元素的例子：
Object bj = new Object();
Vector v = new Vector(100000);
for(int I=0;
I100000; I++) { v.add(0,obj); }
除非有绝对充足的理由要求每次都把新元素插入到Vector的前面,否则上面的代码对性能不利.在默认构造函数中,Vector的初始存储能力是10个元素,如果新元素加入时存储能力不足,则以后存储能力每次加倍.Vector类就对象StringBuffer类一样,每次扩展存储能力时,所有现有的元素都要复制到新的存储空间之中.下面的代码片段要比前面的例子快几个数量级：
for(int I=0; I100000; I++) { v.add(obj); }
同样的规则也适用于Vector类的remove()方法.由于Vector中各个元素之间不能含有"空隙",删除除最后一个元素之外的任意其他元素都导致被删除元素之后的元素向前移动.也就是说,从Vector删除最后一个元素要比删除第一个元素"开销"低好几倍.
假设要从前面的Vector删除所有元素,我们可以使用这种代码：
for(int I=0; I100000; I++)
v.remove(0);
但是,与下面的代码相比,前面的代码要慢几个数量级：
v.remove(v.size()-1);
从Vector类型的对象v删除所有元素的最好方法是：
v.removeAllElements();
假设Vector类型的对象v包含字符串"Hello".考虑下面的代码,它要从这个Vector中删除"Hello"字符串：
String s = "Hello";
int i = v.indexOf(s);
if(I != -1) v.remove(s);
这些代码看起来没什么错误,但它同样对性能不利.在这段代码中,indexOf()方法对v进行顺序搜索寻找字符串"Hello",remove(s)方法也要进行同样的顺序搜索.改进之后的版本是：
if(I != -1) v.remove(i);
这个版本中我们直接在remove()方法中给出待删除元素的精确索引位置,从而避免了第二次搜索.一个更好的版本是：
String s = "Hello"; v.remove(s);
最后,我们再来看一个有关Vector类的代码片段：
for(int I=0; I++;I v.length)
如果v包含100,000个元素,这个代码片段将调用v.size()方法100,000次.虽然size方法是一个简单的方法,但它仍旧需要一次方法调用的开销,至少JVM需要为它配置以及清除堆栈环境.今天这一节,for循环内部的代码不会以任何方式修改Vector类型对象v的大小,所以呢上面的代码最好改写成下面这种形式：
int size = v.size(); for(int I=0; I++;Isize)
虽然这是一个简单的改动,但它仍旧赢得了性能.毕竟,每一个CPU周期都是宝贵的.
src:源数组; srcPos:源数组要复制的起始位置;
dest:目的数组; destPos:目的数组放置的起始位置;
length:复制的长度.
注意：src and dest都必须是同类型或者可以进行转换类型的数组．
public class ShopCart {
private List carts ;
public void add (Object item) {
if(carts == null) {
carts = new ArrayList();
crts.add(item);
public void remove(Object item) {
if(carts. contains(item)) {
carts.remove(item);
public List getCarts() {
//返回只读列表
return Collections.unmodifiableList(carts);
//不推荐这种方式
//this.getCarts().add(item);
用new关键词创建类的实例时,构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用.但如果一个对象实现了Cloneable接口,我们可以调用它的clone()方法.clone()方法不会调用任何类构造函数.
在使用设计模式（Design Pattern）的场合,如果用Factory模式创建对象,则改用clone()方法创建新的对象实例非常简单.例如,下面是Factory模式的一个典型实现：
public static Credit getNewCredit() {
return new Credit();
改进后的代码使用clone()方法,如下所示：
private static Credit BaseCredit = new Credit();
return (Credit) BaseCredit.clone();
上面的思路对于数组处理同样很有用.
考虑下面的代码：
用移位操作替代乘法操作可以极大地提高性能.下面是修改后的代码：
对于那些无需跟踪会话状态的页面,关闭自动创建的会话可以节省一些资源.使用如下page指令：%@ page session="false"%
许多开发者随意地把大量信息保存到用户会话之中.一些时候,保存在会话中的对象没有及时地被垃圾回收机制回收.从性能上看,典型的症状是用户感到系统周期性地变慢,却又不能把原因归于任何一个具体的组件.如果监视JVM的堆空间,它的表现是内存占用不正常地大起大落.
解决这类内存问题主要有二种办法.第一种办法是,在所有作用范围为会话的Bean中实现HttpSessionBindingListener接口.这样,只要实现valueUnbound()方法,就可以显式地释放Bean使用的资源.
另外一种办法就是尽快地把会话作废.大多数应用服务器都有设置会话作废间隔时间的选项.另外,也可以用编程的方式调用会话的setMaxInactiveInterval()方法,该方法用来设定在作废会话之前,Servlet容器允许的客户请求的最大间隔时间,以秒计.
在典型的JSP应用系统中,页头、页脚部分往往被抽取出来,然后根据需要引入页头、页脚.当前,在JSP页面中引入外部资源的方法主要有两种：include指令,以及include动作.
include指令：例如%@ include file="copyright.html" %.该指令在编译时引入指定的资源.在编译之前,带有include指令的页面和指定的资源被合并成一个文件.被引用的外部资源在编译时就确定,比运行时才确定资源更高效.
include动作：例如jsp:include page="copyright.jsp" /.该动作引入指定页面执行后生成的结果.由于它在运行时完成,所以呢对输出结果的控制更加灵活.但时,只有当被引用的内容频繁地改变时,或者在对主页面的请求没有出现之前,被引用的页面无法确定时,使用include动作才合算.
经常遇到对HashMap中的key和value值对的遍历操作,有如下两种方法：
MapString, String[] paraMap = new HashMapString, String[]();
//第一个循环
SetString appFieldDefIds = paraMap.keySet();
for (String appFieldDefId : appFieldDefIds) {
String[] values = paraMap.get(appFieldDefId);
......
//第二个循环
for(EntryString, String[] entry : paraMap.entrySet()){
String appFieldDefId = entry.getKey();
String[] values = entry.getValue();
.......
第一种实现明显的效率不如第二种实现.
分析如下 SetString appFieldDefIds = paraMap.keySet(); 是先从HashMap中取得keySet
代码如下：
public SetK keySet() {
SetK ks = keySet;
return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet()));
private class KeySet extends AbstractSetK {
public IteratorK iterator() {
return newKeyIterator();
public int size() {
return size;
public boolean contains(Object o) {
return containsKey(o);
public boolean remove(Object o) {
return HashMap.this.removeEntryForKey(o) != null;
public void clear() {
HashMap.this.clear();
其实就是返回一个私有类KeySet, 它是从AbstractSet继承而来,实现了Set接口.
再来看看for/in循环的语法
for(declaration : expression)
statement
在执行阶段被翻译成如下各式
for(IteratorE #i = (expression).iterator(); #i.hashNext();){
declaration = #i.next();
所以呢在第一个for语句for (String appFieldDefId : appFieldDefIds) 中调用了HashMap.keySet().iterator()
而这个方法调用了newKeyIterator()
IteratorK newKeyIterator() {
return new KeyIterator();
private class KeyIterator extends HashIteratorK {
public K next() {
return nextEntry().getKey();
所以在for中还是调用了
在第二个循环for(EntryString, String[] entry : paraMap.entrySet())中使用的Iterator是如下的一个内部
类
private class EntryIterator extends HashIteratorMap.EntryK,V {
public Map.EntryK,V next() {
return nextEntry();
此时第一个循环得到key,第二个循环得到HashMap的Entry效率就是从循环里面体现出来的第二个循环此致可以直接取key和value值而第一个循环还是得再利用HashMap的get(Object key)来取value值现在看看HashMap的get(Object key)方法
public V get(Object key) {
Object k = maskNull(key);
int hash = hash(k);
int i = indexFor(hash, table.length); //Entry[] table
EntryK,V e = table;
while (true) {
if (e == null)
return null;
if (e.hash == hash eq(k, e.key))
return e.value;
e = e.next;
其实就是再次利用Hash值取出相应的Entry做比较得到结果,所以使用第一中循环相当于两次进入HashMap的Entry
中而第二个循环取得Entry的值之后直接取key和value,效率比第一个循环高.其实按照Map的概念来看也应该是用第二个循环好一点,它本来就是key和value的值对,将key和value分开操作今天这一节不是个好选择.
array（[]）：最高效；但是其容量固定且无法动态改变；
ArrayList：容量可动态增长；但牺牲效率；
基于效率和类型检验,应尽可能使用array,无法确定数组大小时才使用ArrayList！
ArrayList是Array的复杂版本
ArrayList内部封装了一个Object类型的数组,从一般的意义来说,它和数组没有本质的差别,甚至于ArrayList的许多方法,如Index、IndexOf、Contains、Sort等都是在内部数组的基础上直接调用Array的对应方法.
ArrayList存入对象时,抛弃类型信息,所有对象屏蔽为Object,编译时不检查类型,但是运行时会报错.
从这一点上看来,ArrayList与数组的区别主要就是由于动态增容的效率问题了
java.lang.StringBuffer线程安全的可变字符序列.一个类似于 String 的字符串缓冲区,但不能修改.
除非是必须的,否则应该避免使用split,split由于支持正则表达式,所以效率比较低,如果是频繁的几十,几百万的调用将会耗费大量资源,如果确实需要频繁的调用split,可以考虑使用apache的 StringUtils.split(string,char),频繁split的可以缓存结果.
其他补充:
①.、及时清除不再使用的对象,设为null
如何优化代码使JAVA源文件及编译后CLASS文件更小
①. 尽量使用继承,继承的方法越多,你要写的代码量也就越少
一些private, static,final的小段方法申明为inline方法调用
编译后的代码是一行代码插入一个数组的元素,所以如果你有大量的数据需要存在数组
中的话,可以先把这些数据放在String中,然后在运行期把字符串解析到数组中
long型,然后在使用的时候转换为Date类型
Java通过调用独特的类构造器默认地初始化变量为一个已知的值.所有的对象被设置成null,integers (byte, short, int, long)被设置成0,float和double设置成0.0,Boolean变量设置成false.这对那些扩展自其它类的类尤其重要,这跟使用一个新的关键词创建一个对象时所有一连串的构造器被自动调用一样.
标记为final的类不能被扩展.在<<核心Java API>>中有大量这个技术的例子,诸如java.lang.String.将String类标记为final阻止了开发者创建他们自己实现的长度方法.
try {
some.method1(); // Difficult for javac
} catch( method1Exception e ) { // and the JVM runtime
// Handle exception 1 // to optimize this
} // code
已下代码 更容易被编译器优化
some.method1(); // Easier to optimize
} catch( method1Exception e ) {
// Handle exception 1
①.0. For循环的优化
Replace...
for( int i = 0; i collection.size(); i++ ) {
with...
for( int i = 0, n = collection.size(); i n; i++ ) {
应把其放置在最外层
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.
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