前言 代碼 優化 ，一個很重要的課題。可能有些人覺得沒用，一些細小的地方有什麼好修改的，改與不改對於代碼的運行效率有什麼影響呢？這個問題我是這麼考慮的，就像大海裡面的鯨魚一樣，它吃一條小蝦米有用嗎？沒用，但是，吃的小蝦米一多之後，鯨魚就被喂飽了。 代碼優化也是一樣，如果項目著眼於儘快無BUG上線，那 ...
前言
代碼 優化 ，一個很重要的課題。可能有些人覺得沒用，一些細小的地方有什麼好修改的，改與不改對於代碼的運行效率有什麼影響呢？這個問題我是這麼考慮的，就像大海裡面的鯨魚一樣，它吃一條小蝦米有用嗎？沒用，但是，吃的小蝦米一多之後，鯨魚就被喂飽了。
代碼優化也是一樣，如果項目著眼於儘快無BUG上線，那麼此時可以抓大放小，代碼的細節可以不精打細磨；但是如果有足夠的時間開發、維護代碼，這時候就必須考慮每個可以優化的細節了，一個一個細小的優化點累積起來，對於代碼的運行效率絕對是有提升的。
代碼優化的目標是：
減小代碼的體積
提高代碼運行的效率
代碼優化細節
1、儘量指定類、方法的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，整個類都是final的。為類指定final修飾符可以讓類不可以被繼承，為方法指定final修飾符可以讓方法不可以被重寫。如果指定了一個類為final，則該類所有的方法都是final的。Java編譯器會尋找機會內聯所有的final方法，內聯對於提升Java運行效率作用重大，具體參見Java運行期優化。此舉能夠使性能平均提高50% 。
2、儘量重用對象
特別是String對象的使用，出現字元串連接時應該使用StringBuilder/StringBuffer代替。由於Java虛擬機不僅要花時間生成對象，以後可能還需要花時間對這些對象進行垃圾回收和處理，因此，生成過多的對象將會給程式的性能帶來很大的影響。
3、儘可能使用局部變數
調用方法時傳遞的參數以及在調用中創建的臨時變數都保存在棧中速度較快，其他變數，如靜態變數、實例變數等，都在堆中創建，速度較慢。另外，棧中創建的變數，隨著方法的運行結束，這些內容就沒了，不需要額外的垃圾回收。
4、及時關閉流
Java編程過程中，進行資料庫連接、I/O流操作時務必小心，在使用完畢後，及時關閉以釋放資源。因為對這些大對象的操作會造成系統大的開銷，稍有不慎，將會導致嚴重的後果。
5、儘量減少對變數的重覆計算
明確一個概念，對方法的調用，即使方法中只有一句語句，也是有消耗的，包括創建棧幀、調用方法時保護現場、調用方法完畢時恢復現場等。所以例如下麵的操作：
建議替換為：
這樣，在list.size很大的時候，就減少了很多的消耗
6、儘量採用懶載入的策略，即在需要的時候才創建*
例如：
建議替換為：
7、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介面的構造函數調用名為fillInStackTrace的本地同步方法，fillInStackTrace方法檢查堆棧，收集調用跟蹤信息。只要有異常被拋出，Java虛擬機就必須調整調用堆棧，因為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，不應該用來控製程序流程。
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8、不要在迴圈中使用try…catch…，應該把其放在最外層
除非不得已。如果毫無理由地這麼寫了，只要你的領導資深一點、有強迫症一點，八成就要罵你為什麼寫出這種垃圾代碼來了。
9、如果能估計到待添加的內容長度，為底層以數組方式實現的集合、工具類指定初始長度
比如ArrayList、LinkedLlist、StringBuilder、StringBuffer、HashMap、HashSet等等，以StringBuilder為例：
（1）StringBuilder // 預設分配16個字元的空間
（2）StringBuilder(int size) // 預設分配size個字元的空間
（3）StringBuilder(String str) // 預設分配16個字元+str.length個字元空間
可以通過類（這裡指的不僅僅是上面的StringBuilder）的來設定它的初始化容量，這樣可以明顯地提升性能。比如StringBuilder吧，length表示當前的StringBuilder能保持的字元數量。因為當StringBuilder達到最大容量的時候，它會將自身容量增加到當前的2倍再加2，無論何時只要StringBuilder達到它的最大容量，它就不得不創建一個新的字元數組然後將舊的字元數組內容拷貝到新字元數組中—-這是十分耗費性能的一個操作。試想，如果能預估到字元數組中大概要存放5000個字元而不指定長度，最接近5000的2次冪是4096，每次擴容加的2不管，那麼：
（1）在4096 的基礎上，再申請8194個大小的字元數組，加起來相當於一次申請了12290個大小的字元數組，如果一開始能指定5000個大小的字元數組，就節省了一倍以上的空間；
（2）把原來的4096個字元拷貝到新的的字元數組中去。
這樣，既浪費記憶體空間又降低代碼運行效率。所以，給底層以數組實現的集合、工具類設置一個合理的初始化容量是錯不了的，這會帶來立竿見影的效果。但是，註意，像HashMap這種是以數組+鏈表實現的集合，別把初始大小和你估計的大小設置得一樣，因為一個table上只連接一個對象的可能性幾乎為0。初始大小建議設置為2的N次冪，如果能估計到有2000個元素，設置成new HashMap(128)、new HashMap(256)都可以。
10、當複製大量數據時，使用System.arraycopy命令
11、乘法和除法使用移位操作
例如：
用移位操作可以極大地提高性能，因為在電腦底層，對位的操作是最方便、最快的，因此建議修改為：
移位操作雖然快，但是可能會使代碼不太好理解，因此最好加上相應的註釋。
12、迴圈內不要不斷創建對象引用
例如：
這種做法會導致記憶體中有count份Object對象引用存在，count很大的話，就耗費記憶體了，建議為改為：
這樣的話，記憶體中只有一份Object對象引用，每次new Object的時候，Object對象引用指向不同的Object罷了，但是記憶體中只有一份，這樣就大大節省了記憶體空間了。
13、基於效率和類型檢查的考慮，應該儘可能使用array，無法確定數組大小時才使用ArrayList
14、儘量使用HashMap、ArrayList、StringBuilder，除非線程安全需要，否則不推薦使用Hashtable、Vector、StringBuffer，後三者由於使用同步機制而導致了性能開銷
15、不要將數組聲明為public static final
因為這毫無意義，這樣只是定義了引用為static final，數組的內容還是可以隨意改變的，將數組聲明為public更是一個安全漏洞，這意味著這個數組可以被外部類所改變。
16、儘量在合適的場合使用單例
使用單例可以減輕載入的負擔、縮短載入的時間、提高載入的效率，但並不是所有地方都適用於單例，簡單來說，單例主要適用於以下三個方面：
（1）控制資源的使用，通過線程同步來控制資源的併發訪問
（2）控制實例的產生，以達到節約資源的目的
（3）控制數據的共用，在不建立直接關聯的條件下，讓多個不相關的進程或線程之間實現通信
17、儘量避免隨意使用靜態變數
要知道，當某個對象被定義為static的變數所引用，那麼gc通常是不會回收這個對象所占有的堆記憶體的，如：
此時靜態變數b的生命周期與A類相同，如果A類不被卸載，那麼引用B指向的B對象會常駐記憶體，直到程式終止
18、及時清除不再需要的會話
為了清除不再活動的會話，許多應用伺服器都有預設的會話超時時間，一般為30分鐘。當應用伺服器需要保存更多的會話時，如果記憶體不足，那麼操作系統會把部分數據轉移到磁碟，應用伺服器也可能根據MRU（最近最頻繁使用）演算法把部分不活躍的會話轉儲到磁碟，甚至可能拋出記憶體不足的異常。如果會話要被轉儲到磁碟，那麼必須要先被序列化，在大規模集群中，對對象進行序列化的代價是很昂貴的。因此，當會話不再需要時，應當及時調用HttpSession的invalidate方法清除會話。
19、實現RandomAccess介面的集合比如ArrayList，應當使用最普通的for迴圈而不是foreach迴圈來遍歷
這是JDK推薦給用戶的。JDK API對於RandomAccess介面的解釋是：實現RandomAccess介面用來表明其支持快速隨機訪問，此介面的主要目的是允許一般的演算法更改其行為，從而將其應用到隨機或連續訪問列表時能提供良好的性能。實際經驗表明，實現RandomAccess介面的類實例，假如是隨機訪問的，使用普通for迴圈效率將高於使用foreach迴圈；反過來，如果是順序訪問的，則使用Iterator會效率更高。可以使用類似如下的代碼作判斷：
foreach迴圈的底層實現原理就是迭代器Iterator，參見Java語法糖1：可變長度參數以及foreach迴圈原理。所以後半句”反過來，如果是順序訪問的，則使用Iterator會效率更高”的意思就是順序訪問的那些類實例，使用foreach迴圈去遍歷。
20、使用同步代碼塊替代同步方法
這點在多線程模塊中的synchronized鎖方法塊一文中已經講得很清楚了，除非能確定一整個方法都是需要進行同步的，否則儘量使用同步代碼塊，避免對那些不需要進行同步的代碼也進行了同步，影響了代碼執行效率。
21、將常量聲明為static final，並以大寫命名
這樣在編譯期間就可以把這些內容放入常量池中，避免運行期間計算生成常量的值。另外，將常量的名字以大寫命名也可以方便區分出常量與變數。
22、不要創建一些不使用的對象，不要導入一些不使用的類
這毫無意義，如果代碼中出現”The value of the local variable i is not used”、”The import java.util is never used”，那麼請刪除這些無用的內容
23、程式運行過程中避免使用反射
關於，請參見反射。反射是Java提供給用戶一個很強大的功能，功能強大往往意味著效率不高。不建議在程式運行過程中使用尤其是頻繁使用反射機制，特別是Method的invoke方法，如果確實有必要，一種建議性的做法是將那些需要通過反射載入的類在項目啟動的時候通過反射實例化出一個對象並放入記憶體—-用戶只關心和對端交互的時候獲取最快的響應速度，並不關心對端的項目啟動花多久時間。
24、使用資料庫連接池和線程池
這兩個池都是用於重用對象的，前者可以避免頻繁地打開和關閉連接，後者可以避免頻繁地創建和銷毀線程
25、使用帶緩衝的輸入輸出流進行IO操作
帶緩衝的輸入輸出流，即BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream，這可以極大地提升IO效率
26、順序插入和隨機訪問比較多的場景使用ArrayList，元素刪除和中間插入比較多的場景使用LinkedList這個，理解ArrayList和LinkedList的原理就知道了
27、不要讓public方法中有太多的形參
public方法即對外提供的方法，如果給這些方法太多形參的話主要有兩點壞處：
1、違反了面向對象的編程思想，Java講求一切都是對象，太多的形參，和麵向對象的編程思想並不契合
2、參數太多勢必導致方法調用的出錯概率增加
至於這個”太多”指的是多少個，3、4個吧。比如我們用JDBC寫一個insertStudentInfo方法，有10個學生信息欄位要插如Student表中，可以把這10個參數封裝在一個實體類中，作為insert方法的形參。
28、字元串變數和字元串常量equals的時候將字元串常量寫在前面
這是一個比較常見的小技巧了，如果有以下代碼：
建議修改為：
這麼做主要是可以避免空指針異常
29、請知道，在java中if (i == 1)和if (1 == i)是沒有區別的，但從閱讀習慣上講，建議使用前者
平時有人問，”if (i == 1)”和”if (1== i)”有沒有區別，這就要從C/C++講起。
在C/C++中，”if (i == 1)”判斷條件成立，是以0與非0為基準的，0表示false，非0表示true，如果有這麼一段代碼：
C/C++判斷”i==1″不成立，所以以0表示，即false。但是如果：
萬一程式員一個不小心，把”if (i == 1)”寫成”if (i = 1)”，這樣就有問題了。在if之內將i賦值為1，if判斷裡面的內容非0，返回的就是true了，但是明明i為2，比較的值是1，應該返回的false。這種情況在C/C++的開發中是很可能發生的並且會導致一些難以理解的錯誤產生，所以，為了避免開發者在if語句中不正確的賦值操作，建議將if語句寫為：
這樣，即使開發者不小心寫成了”1 = i”，C/C++編譯器也可以第一時間檢查出來，因為我們可以對一個變數賦值i為1，但是不能對一個常量賦值1為i。
但是，在Java中，C/C++這種”if (i = 1)”的語法是不可能出現的，因為一旦寫了這種語法，Java就會編譯報錯”Type mismatch: cannot convert from int to boolean”。但是，儘管Java的”if (i == 1)”和”if (1 == i)”在語義上沒有任何區別，但是從閱讀習慣上講，建議使用前者會更好些。
30、不要對數組使用toString方法
看一下對數組使用toString列印出來的是什麼：
結果是：
本意是想列印出數組內容，卻有可能因為數組引用is為空而導致空指針異常。不過雖然對數組toString沒有意義，但是對集合toString是可以列印出集合裡面的內容的，因為集合的父類AbstractCollections重寫了Object的toString方法。
31、不要對超出範圍的基本數據類型做向下強制轉型
這絕不會得到想要的結果：
我們可能期望得到其中的某幾位，但是結果卻是：
1942892530
解釋一下。Java中long是8個位元組64位的，所以12345678901234在電腦中的表示應該是：
0000 0000 0000 0000 0000 1011 0011 1010 0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010
一個int型數據是4個位元組32位的，從低位取出上面這串二進位數據的前32位是：
0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010
這串二進位表示為十進位1942892530，所以就是我們上面的控制臺上輸出的內容。從這個例子上還能順便得到兩個結論：
1、整型預設的數據類型是int，long l = 12345678901234L，這個數字已經超出了int的範圍了，所以最後有一個L，表示這是一個long型數。順便，浮點型的預設類型是double，所以定義float的時候要寫成””float f = 3.5f”
2、接下來再寫一句”int ii = l + i;”會報錯，因為long + int是一個long，不能賦值給int
32、公用的集合類中不使用的數據一定要及時remove掉
如果一個集合類是公用的（也就是說不是方法裡面的屬性），那麼這個集合裡面的元素是不會自動釋放的，因為始終有引用指向它們。所以，如果公用集合裡面的某些數據不使用而不去remove掉它們，那麼將會造成這個公用集合不斷增大，使得系統有記憶體泄露的隱患。
33、把一個基本數據類型轉為字元串，基本數據類型.toString是最快的方式、String.valueOf次之、數據+””最慢
把一個基本數據類型轉為一般有三種方式，我有一個Integer型數據i，可以使用i.toString、String.valueOf(i)、i+””三種方式，三種方式的效率如何，看一個測試：
運行結果為：
所以以後遇到把一個基本數據類型轉為String的時候，優先考慮使用toString方法。至於為什麼，很簡單：
1、String.valueOf方法底層調用了Integer.toString方法，但是會在調用前做空判斷
2、Integer.toString方法就不說了，直接調用了
3、i + “”底層使用了StringBuilder實現，先用append方法拼接，再用toString方法獲取字元串
三者對比下來，明顯是2最快、1次之、3最慢
34、使用最有效率的方式去遍歷Map
遍歷Map的方式有很多，通常場景下我們需要的是遍歷Map中的Key和Value，那麼推薦使用的、效率最高的方式是：
如果你只是想遍歷一下這個Map的key值，那用”Set keySet = hm.keySet;”會比較合適一些
35、對資源的close建議分開操作
意思是，比如我有這麼一段代碼：
建議修改為：
雖然有些麻煩，卻能避免資源泄露。我想，如果沒有修改過的代碼，萬一XXX.close拋異常了，那麼就進入了cath塊中了，YYY.close不會執行，YYY這塊資源就不會回收了，一直占用著，這樣的代碼一多，是可能引起資源句柄泄露的。而改為上面的寫法之後，就保證了無論如何XXX和YYY都會被close掉。
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