Java性能优化系列之二--程序优化(一)

2014-11-23 23:56:39 · 作者: · 浏览: 0

常用的程序设计优化技巧:

1、字符串优化处理

(1)String类的特点:不变性、针对常量池的优化(String.intern()方法的意义)

(2)subString方法的内存泄漏:

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

(4)用charAt()方法代替startWith()方法。

(5)对于静态字符串或者变量字符串的连接操作,Java在编译的时候会进行彻底的优化,将多个连接操作的字符串在编译时合成一个单独的字符串,而不是生成大量的String实例。只生成一个对象。

(6)在无需考虑线程安全情况下尽量使用StringBuilder。

(7)StringBuffer和StringBuilder初始化的时候都可以设置一个初始值,默认是16B。如果字符串的长度大于16B的时候,则需要进行扩容。扩容策略是将原有的容量大小翻倍,以新的容量申请内存空间,建立char数组,然后将数组中的内容复制到这个新的数组中,使用Arrays.copyOf()函数。因此,如果能预先评估StringBuilder的大小,则可以节省这些复制操作,从而提高系统的性能。

2、List接口

(1)ArrayList和Vector的区别:它们几乎使用了相同的算法,它们的唯一区别是对多线程的支持。ArrayList是不安全的,而Vector是线程安全的。

(2)LinkedList和ArrayList的区别:

|---1、linkedList采用链表实现,适合于数据删除和插入非常频繁的情况,不适合随机访问。

|---2、ArrayList采用数组实现,适用于随机查找和顺序读的情况,不适合删除和插 入数据非常频繁的场景。

(3)基于数组的List都会有一个容量参数。当ArrayList所存储的元素容量超过其已有大小的时候就会进行扩容,数组的扩容会导致整个数组进行一次内存复制。因此合理的数组大小会减小数组扩容的次数从而提高系统性能。

(4)遍历列表的时候尽量使用迭代器,速度块。

2、Map接口:

(1)HashMap的实现原理:简单的说,HashMap就是将key做hash算法,然后将hash值映射到内存地址,直接取得key所对应的数据。在HashMap中,底层数据结构使用的是数组,所谓的内存地址指的是数组的下标索引。

(2)容量参数与扩容:默认情况下,hashmap的初始容量为16,负载因子为0.75,也就是说当hashmap的实际容量达到了初始容量*负载因子(hashmap内部维护的一个threshold值)的时候,hashmap就会进行扩容。在扩容时,会遍历整个hashmap,因此应该设置合理的初始大小和负载因子,可以减小hashmap扩容的次数。

(3)LinkedHashMap--有序的HashMap:HashMap的最大缺点是其无序性,被存入到Hashmap 中的元素,在遍历HashMap的时候,其输出不一定按照输入的顺序,而是HashMap会根据hash算法设定一个查找高效的顺序。如果希望保存输入顺序,则需要使用LinkedHashMap。LinkedHashmap在内部又增加了一个链表,用于保存元素的顺序。

(4)LinkedList可以提供两种类型的顺序:一个是元素插入时候的顺序,一个是最近访问的顺序。注意:LinkedHashMap在迭代过程中,如果设置为按照最后访问时间进行排序,即:每当使用get()方法访问某个元素时,该元素便会移动到链表的尾端。但是这个时候会出现异常,因此,LinkedHashMap工作在这种模式的时候,不能在迭代器中使用get()操作。

(5)关于ConcurrentModificationException:该异常一般会在集合迭代过程中被修改时抛出。因此,不要在迭代器模式中修改集合的结构。这个特性适合于所有的集合类,包括HashMap、Vector、ArrayList等。

(6)TreeMap--如果要对元素进行排序,则使用TreeMap对key实现自定义排序,有两种方式:在TreeMap的构造函数中注入一个Comparator或者使用一个实现了Comparable的key。

(7)如果需要将排序功能加入HashMap,最好是使用Treemap而不是在应用程序自定义排序。

(8)HashMap基于Hash表实现,TreeMap基于红黑树实现。

3、Map和Set的关系:

(1)所有Set的实现都只是对应的Map的一种封装,其内部维护一个Map对象。即:Set只是相应的Map的Value是一种特殊的表现形式的一种特例。

(2)Set主要有三种实现类:HashSet、LinkedHashSet、TreeSet。其中HashSet是基于Hash的快速元素插入,元素之间无序。LinkedHashSet同时维护着元素插入顺序,遍历集合的时候,总是按照先进先出的顺序排序。TreeSet是基于红黑树的实现,有着高效的基于元素Key的排序算法。

4、优化集合访问代码:

(1)、分离循环中被重复调用的代码:例如,for循环中使用集合的size()函数,则不应该把这个函数的调用放到循环中,而是放到循环外边、

(2)、省略相同的操作:

5、RandomAccess接口:通过RandomAccess可知道List是否支持随机快速访问。同时,如果应用程序需要通过索引下标对List做随机访问,尽量buyaoshiyongLinkedList,ArrayList或者Vector可以。

6、JavaNIO的特性:

1、为所有的原始类型提供Buffer支持。

2、使用Java.nio.charset.Charset作为字符编码解码解决方案。

3、增加通道抽象代替原有的IO流抽象。

4、支持锁和内存映射文件的文件访问接口。

5、提供基于Selector的异步网络IO。

7、Java中NIO的使用。Channel是一个双向通道,即可读也可写。应用程序不能直接操作Channel,必须借助于Buffer。例如读数据的时候,必须把数据从通道读入到缓冲区,然后在缓冲区中进行读取。以文件读取为例,首先通过文件输入流获得文件通道,然后把文件通道的内容读入到缓冲区中,然后就可以对缓冲区操作。

8、Buffer的基本原理:

1、Buffer的创建:Buffer的静态allocate(int size)方法或者Buffer.wrap(byte[]src)。

2、Buffer的工作原理:三个变量:position,代表当前缓冲区的位置,写缓冲区的时候,将从position的下一个位置写数据。Capacity,代表缓冲区的总容量上限。Limit,缓冲区的实际上限,也就是说,读数据的时候,数据即是从position到limit之间的数据

3、flip操作:limit=position,position=0,一般是在读写切换的时候使用。写完数据之后,需要限定下有效数据范围,才能读数据;

4、clear操作:position-0,limit=capacity.。为重新写入缓冲区做准备。

5、rewind操作:position=0,为读取缓冲区