Java編程性能優化技巧分享

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Java編程性能優化技巧分享

　　針對大家的提問Java編程性能優化技巧有哪些，小編特意收集了以下的解答內容，希望對您有所幫助!更多內容請關注應屆畢業生考試網!

　　1、字符串優化處理

　　(1)String類的特點：不變性、針對常量池的優化(String.intern()方法的意義)

　　(2)subString方法的內存泄漏:

　　(3)字符串分割和查找不要使用split函數，效率低，而是使用StringTokenizer或者indexOf結合subString()函數完成分割。

　　(4)用charAt()方法代替startWith()方法。

　　(5)對于靜態字符串或者變量字符串的連接操作，Java在編譯的時候會進行徹底的優化，將多個連接操作的字符串在編譯時合成一個單獨的字符串，而不是生成大量的String實例。只生成一個對象。

　　(6)在無需考慮線程安全情況下盡量使用StringBuilder。

　　(7)StringBuffer和StringBuilder初始化的時候都可以設置一個初始值，默認是16B。如果字符串的長度大于16B的時候，則需要進行擴容。擴容策略是將原有的容量大小翻倍，以新的容量申請內存空間，建立char數組，然后將數組中的內容復制到這個新的數組中，使用Arrays.copyOf()函數。因此，如果能預先評估StringBuilder的大小，則可以節省這些復制操作，從而提高系統的性能。

　　2、List接口

　　(1)ArrayList和Vector的區別：它們幾乎使用了相同的算法，它們的唯一區別是對多線程的支持。ArrayList是不安全的，而Vector是線程安全的。

　　(2)LinkedList和ArrayList的區別：

　　|---1、linkedList采用鏈表實現，適合于數據刪除和插入非常頻繁的情況，不適合隨機訪問。

　　|---2、ArrayList采用數組實現，適用于隨機查找和順序讀的情況，不適合刪除和插入數據非常頻繁的場景。

　　(3)基于數組的List都會有一個容量參數。當ArrayList所存儲的元素容量超過其已有大小的時候就會進行擴容，數組的擴容會導致整個數組進行一次內存復制。因此合理的數組大小會減小數組擴容的次數從而提高系統性能。

　　(4)遍歷列表的時候盡量使用迭代器，速度塊。

　　2、Map接口：

　　(1)HashMap的實現原理：簡單的說，HashMap就是將key做hash算法，然后將hash值映射到內存地址，直接取得key所對應的數據。在HashMap中，底層數據結構使用的是數組，所謂的內存地址指的是數組的下標索引。

　　(2)容量參數與擴容：默認情況下，hashmap的初始容量為16，負載因子為0.75，也就是說當hashmap的實際容量達到了初始容量*負載因子(hashmap內部維護的一個threshold值)的時候，hashmap就會進行擴容。在擴容時，會遍歷整個hashmap，因此應該設置合理的初始大小和負載因子，可以減小hashmap擴容的次數。

　　(3)LinkedHashMap--有序的HashMap：HashMap的最大缺點是其無序性，被存入到Hashmap 中的元素，在遍歷HashMap的時候，其輸出不一定按照輸入的順序，而是HashMap會根據hash算法設定一個查找高效的順序。如果希望保存輸入順序，則需要使用LinkedHashMap。LinkedHashmap在內部又增加了一個鏈表，用于保存元素的順序。

　　(4)LinkedList可以提供兩種類型的順序：一個是元素插入時候的順序，一個是最近訪問的順序。注意：LinkedHashMap在迭代過程中，如果設置為按照最后訪問時間進行排序，即：每當使用get()方法訪問某個元素時，該元素便會移動到鏈表的尾端。但是這個時候會出現異常，因此，LinkedHashMap工作在這種模式的時候，不能在迭代器中使用get()操作。

　　(5)關于ConcurrentModificationException：該異常一般會在集合迭代過程中被修改時拋出。因此，不要在迭代器模式中修改集合的結構。這個特性適合于所有的集合類，包括HashMap、Vector、ArrayList等。

　　(6)TreeMap--如果要對元素進行排序，則使用TreeMap對key實現自定義排序，有兩種方式：在TreeMap的構造函數中注入一個Comparator或者使用一個實現了Comparable的key。

　　(7)如果需要將排序功能加入HashMap，最好是使用Treemap而不是在應用程序自定義排序。

　　(8)HashMap基于Hash表實現，TreeMap基于紅黑樹實現。

　　3、Map和Set的關系：

　　(1)所有Set的實現都只是對應的Map的一種封裝，其內部維護一個Map對象。即：Set只是相應的Map的Value是一種特殊的表現形式的一種特例。

　　(2)Set主要有三種實現類：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet。其中HashSet是基于Hash的快速元素插入，元素之間無序。LinkedHashSet同時維護著元素插入順序，遍歷集合的時候，總是按照先進先出的順序排序。TreeSet是基于紅黑樹的實現，有著高效的基于元素Key的排序算法。

　　4、優化集合訪問代碼：

　　(1)、分離循環中被重復調用的代碼：例如，for循環中使用集合的size()函數，則不應該把這個函數的調用放到循環中，而是放到循環外邊、

　　(2)、省略相同的操作：

　　5、RandomAccess接口：通過RandomAccess可知道List是否支持隨機快速訪問。同時，如果應用程序需要通過索引下標對List做隨機訪問，盡量buyaoshiyongLinkedList，ArrayList或者Vector可以。

　　6、JavaNIO的特性：

　　1、為所有的原始類型提供Buffer支持。

　　2、使用Java.nio.charset.Charset作為字符編碼解碼解決方案。

　　3、增加通道抽象代替原有的IO流抽象。

　　4、支持鎖和內存映射文件的文件訪問接口。

　　5、提供基于Selector的異步網絡IO。

　　7、Java中NIO的使用。Channel是一個雙向通道，即可讀也可寫。應用程序不能直接操作Channel，必須借助于Buffer。例如讀數據的時候，必須把數據從通道讀入到緩沖區，然后在緩沖區中進行讀取。以文件讀取為例，首先通過文件輸入流獲得文件通道，然后把文件通道的內容讀入到緩沖區中，然后就可以對緩沖區操作。

　　8、Buffer的基本原理：

　　1、Buffer的創建：Buffer的靜態allocate(int size)方法或者Buffer.wrap(byte[]src)。

　　2、Buffer的工作原理：三個變量：position，代表當前緩沖區的位置，寫緩沖區的時候，將從position的下一個位置寫數據。Capacity，代表緩沖區的總容量上限。Limit，緩沖區的實際上限，也就是說，讀數據的時候，數據即是從position到limit之間的數據

　　3、flip操作：limit=position,position=0,一般是在讀寫切換的時候使用。寫完數據之后，需要限定下有效數據范圍，才能讀數據;

　　4、clear操作：position-0，limit=capacity.。為重新寫入緩沖區做準備。

　　5、rewind操作：position=0，為讀取緩沖區中有效數據做準備，一半limit已經被合理設置。

　　9、讀寫緩沖區：

　　1、public byte get()：順序讀取緩沖區的一個字節，position會加一

　　2、public Buffer get(byte[]dst):將緩沖區中的數據讀入到數組dst中，并適當的移動position

　　3、public byte get(int index)：得到第index個字節，但不移動posoiion

　　4、public ByteBuffer put(byte b)：將字節b放入到緩沖區中，并移動position

　　5、public ByteBuffer put(int index,byte b)：將字節b放到緩沖區的index位位置

　　6、pubglic final ByteBuffer(byte[]src)：將字節數組src放到緩沖區中。

　　10、標志緩沖區：類似于一個書簽的功能，在數據的處理過程中，可隨時記錄當前位置。然后在任意時刻，回到這個位置。Mark用于記錄當前位置，reset用于恢復到mark所在的位置、

　　11、復制緩沖區：使用Buffer的duplicate方法可以復制一個緩沖區，副本緩沖區和原緩沖區共享一份空間但是有有著獨立的position、capacity和limit值。

　　20、緩沖區分片：緩沖區分片使用slice方法實現。它將在現有的緩沖區中，創建的子緩沖區。子緩沖區和父緩沖區共享數據。這個方法有助于將系統模塊化。緩沖區切片可以將一個大緩沖區進行分割處理，得到的子緩沖區都具有緩沖的緩沖區模型結構;因此。這個操作有助于系統的模塊化。

　　12、只讀緩沖區：只讀緩沖區可以保證核心數據的安全，如果不希望數據被隨意篡改，返回一個只讀緩沖區是很有幫助的。

　　13、文件映射到內存：NIO提供了一種將文件映射到內存的方法進行IO操作，這種方法比基于流IO快很多。這個操作主要由FileChanne.map()操作。使用文件內存的方式，將文本通過FileChannel映射到內存中。然后從內存中讀取數據。同時，通過修改Buffer,將對內存中數據的修改寫到對應的硬盤文件中。

　　14、處理結構化數據：散射和聚集。散射就是將數據讀入到一組bytebuffer中，而聚集正好相反。通過ScatteringByteChannel和GatheringByteChannel可以簡化對結構數據的操作。

　　15、直接內存訪問：DirectBuffer直接分配在物理內存中，并不占用對空間，因此也不受對空間限制。DirectBuffer的讀寫操作比普通Buffer塊，因為DirectBuffer直接操縱的就是內核緩沖區。

　　16、引用類型：強、軟、若、虛四種引用類型。

　　WeakHashMap：是弱引用的一中典型應用，它使用弱引用作為內部數據的存儲方案。可以作為簡單的緩存表解決方案。如果在系統中，需要一張很大的Map表，Map中的表項作為緩存之用。這也意味著即使沒能從該Map中取得相應地數據，系統也可以通過選項方案獲取這些數據，雖然這樣會消耗更多的時間，但是不影響系統的正常運行。這個時候，使用WeakHashMap是最合適的。因為WeakHashMap會在系統內存范圍內，保存所有表項，而一旦內存不夠，在GC時，沒有被引用的又會很快被清除掉，避免系統內存溢出。

　　17、有助于改善系統性能的技巧：

　　1、慎用異常：for循環中使用try-catch會大大降低系統性能

　　2、使用局部變量：局部變量的訪問速度遠遠高于類的靜態變量的訪問速度，因為類的變量是存在在堆空間中的。

　　3、位運算代替乘除法：右移代表除以二、左移代表乘以二。

　　4、有的時候考慮是否可以使用數組代替位運算。

　　5、一維數組代替二維數組。

　　6、提取表達式：盡可能讓程序少做重復的計算，尤其要關注在循環體的代碼，從循環提中提取重復的代碼可以有效的提升系統性能。

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