怎么使Java代碼性能變得更高

本篇內容介紹了“怎么使Java代碼性能變得更高”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

01 如何讓代碼性能更高？

1.1.需要 Map 的主鍵和取值時，應該迭代 entrySet()

當循環中只需要 Map 的主鍵時，迭代 keySet() 是正確的。但是，當需要主鍵和取值時，迭代 entrySet() 才是更高效的做法，比先迭代 keySet() 后再去 get 取值性能更佳。

反例：

Map<String, String> map = ...; for (String key : map.keySet()) {  String value = map.get(key);  ... }

正例：

Map<String, String> map = ...; for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {  String key = entry.getKey();  String value = entry.getValue();  ... }

1.2.應該使用 Collection.isEmpty() 檢測空

使用  Collection.size() 來檢測空邏輯上沒有問題，但是使用 Collection.isEmpty()  使得代碼更易讀，并且可以獲得更好的性能。任何 Collection.isEmpty() 實現的時間復雜度都是 O(1) ，但是某些  Collection.size() 實現的時間復雜度可能是O(n)。

反例：

if (collection.size() == 0) {  ... }

正例：

if (collection.isEmpty()) {  ... }

如果需要還需要檢測 null ，可采用 CollectionUtils.isEmpty(collection) 和CollectionUtils.isNotEmpty(collection)。

1.3.不要把集合對象傳給自己

將集合作為參數傳遞給集合自己的方法要么是一個錯誤，要么是無意義的代碼。

此外，由于某些方法要求參數在執行期間保持不變，因此將集合傳遞給自身可能會導致異常行為。

反例：

List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("Hello"); list.add("World"); if (list.containsAll(list)) { // 無意義,總是返回true  ... } list.removeAll(list); // 性能差, 直接使用clear()復制代碼

1.4.集合初始化盡量指定大小

java 的集合類用起來十分方便，但是看源碼可知，集合也是有大小限制的。每次擴容的時間復雜度很有可能是 O(n) ，所以盡量指定可預知的集合大小，能減少集合的擴容次數。

反例：

int[] arr = new int[]{1, 2, 3}; List<Integer> list = new ArrayList<>(); for (int i : arr) {  list.add(i); }

正例：

int[] arr = new int[]{1, 2, 3}; List<Integer> list = new ArrayList<>(arr.length); for (int i : arr) {  list.add(i); }

1.5.字符串拼接使用 StringBuilder

一般的字符串拼接在編譯期 java 會進行優化，但是在循環中字符串拼接，java 編譯期無法做到優化，所以需要使用 StringBuilder 進行替換。

反例：

String s = ""; for (int i = 0; i < 10; i++) {  s += i; }

正例：

String a = "a"; String b = "b"; String c = "c"; String s = a + b + c; // 沒問題，java編譯器會進行優化 StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 10; i++) {  sb.append(i); // 循環中，java編譯器無法進行優化，所以要手動使用StringBuilder }

1.6.List的隨機訪問

大家都知道數組和鏈表的區別：數組的隨機訪問效率更高。當調用方法獲取到 List 后，如果想隨機訪問其中的數據，并不知道該數組內部實現是鏈表還是數組，怎么辦呢？可以判斷它是否實現 RandomAccess 接口。

正例：

// 調用別人的服務獲取到list List<Integer> list = otherService.getList(); if (list instanceof RandomAccess) {  // 內部數組實現，可以隨機訪問  System.out.println(list.get(list.size() - 1)); } else {  // 內部可能是鏈表實現，隨機訪問效率低 }

1.7.頻繁調用 Collection.contains 方法請使用 Set

在 java 集合類庫中，List 的 contains 方法普遍時間復雜度是 O(n) ，如果在代碼中需要頻繁調用 contains 方法查找數據，可以先將 list 轉換成 HashSet 實現，將 O(n) 的時間復雜度降為 O(1) 。

反例：

ArrayList<Integer> list = otherService.getList(); for (int i = 0; i <= Integer.MAX_VALUE; i++) {  // 時間復雜度O(n)  list.contains(i); }

正例：

ArrayList<Integer> list = otherService.getList(); Set<Integer> set = new HashSet(list); for (int i = 0; i <= Integer.MAX_VALUE; i++) {  // 時間復雜度O(1)  set.contains(i); }

02 如何讓代碼更優雅？

2.1.長整型常量后添加大寫 L

在使用長整型常量值時，后面需要添加 L ，必須是大寫的 L ，不能是小寫的 l ，小寫 l 容易跟數字 1 混淆而造成誤解。

反例：

long value = l; long max = Math.max(L, 5);復制代碼

正例：

long value = L; long max = Math.max(L, L);復制代碼

2.2.不要使用魔法值

當你編寫一段代碼時，使用魔法值可能看起來很明確，但在調試時它們卻不顯得那么明確了。這就是為什么需要把魔法值定義為可讀取常量的原因。但是，-1、0 和 1 不被視為魔法值。

反例：

for (int i = 0; i < 100; i++){  ... } if (a == 100) {  ... }

正例：

private static final int MAX_COUNT = 100; for (int i = 0; i < MAX_COUNT; i++){  ... } if (count == MAX_COUNT) {  ... }

2.3.不要使用集合實現來賦值靜態成員變量

對于集合類型的靜態成員變量，不要使用集合實現來賦值，應該使用靜態代碼塊賦值。

反例：

private static Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>() {  {  put("a", 1);  put("b", 2);  } }; private static List<String> list = new ArrayList<String>() {  {  add("a");  add("b");  } };

正例：

private static Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); static {  map.put("a", 1);  map.put("b", 2); }; private static List<String> list = new ArrayList<>(); static {  list.add("a");  list.add("b"); };

2.4.建議使用 try-with-resources 語句

Java 7 中引入了 try-with-resources 語句，該語句能保證將相關資源關閉，優于原來的 try-catch-finally 語句，并且使程序代碼更安全更簡潔。

反例：

private void handle(String fileName) {  BufferedReader reader = null;  try {  String line;  reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName));  while ((line = reader.readLine()) != null) {  ...  }  } catch (Exception e) {  ...  } finally {  if (reader != null) {  try {  reader.close();  } catch (IOException e) {  ...  }  }  } }

正例：

private void handle(String fileName) {  try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName))) {  String line;  while ((line = reader.readLine()) != null) {  ...  }  } catch (Exception e) {  ...  } }

2.5.刪除未使用的私有方法和字段

刪除未使用的私有方法和字段，使代碼更簡潔更易維護。若有需要再使用，可以從歷史提交中找回。

反例：

public class DoubleDemo1 {  private int unusedField = 100;  private void unusedMethod() {  ...  }  public int sum(int a, int b) {  return a + b;  } }

正例：

public class DoubleDemo1 {  public int sum(int a, int b) {  return a + b;  } }

2.6.刪除未使用的局部變量

刪除未使用的局部變量，使代碼更簡潔更易維護。

反例：

public int sum(int a, int b) {  int c = 100;  return a + b; }

正例：

public int sum(int a, int b) {  return a + b; }

2.7.刪除未使用的方法參數

未使用的方法參數具有誤導性，刪除未使用的方法參數，使代碼更簡潔更易維護。但是，由于重寫方法是基于父類或接口的方法定義，即便有未使用的方法參數，也是不能刪除的。

反例：

public int sum(int a, int b, int c) {  return a + b; }

正例：

public int sum(int a, int b) {  return a + b; }

2.8.刪除表達式的多余括號

對應表達式中的多余括號，有人認為有助于代碼閱讀，也有人認為完全沒有必要。對于一個熟悉 Java 語法的人來說，表達式中的多余括號反而會讓代碼顯得更繁瑣。

反例：

return (x); return (x + 2); int x = (y * 3) + 1; int m = (n * 4 + 2);復制代碼

正例：

return x; return x + 2; int x = y * 3 + 1; int m = n * 4 + 2;復制代碼

2.9.工具類應該屏蔽構造函數

工具類是一堆靜態字段和函數的集合，不應該被實例化。但是， Java 為每個沒有明確定義構造函數的類添加了一個隱式公有構造函數。所以，為了避免 java "小白"使用有誤，應該顯式定義私有構造函數來屏蔽這個隱式公有構造函數。

反例：

public class MathUtils {  public static final double PI = 3.1415926D;  public static int sum(int a, int b) {  return a + b;  } }

正例：

public class MathUtils {  public static final double PI = 3.1415926D;  private MathUtils() {}  public static int sum(int a, int b) {  return a + b;  } }

2.10.刪除多余的異常捕獲并拋出

用catch語句捕獲異常后，什么也不進行處理，就讓異常重新拋出，這跟不捕獲異常的效果一樣，可以刪除這塊代碼或添加別的處理。

反例：

private static String readFile(String fileName) throws IOException {  try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName))) {  String line;  StringBuilder builder = new StringBuilder();  while ((line = reader.readLine()) != null) {  builder.append(line);  }  return builder.toString();  } catch (Exception e) {  throw e;  } }

正例：

private static String readFile(String fileName) throws IOException {  try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName))) {  String line;  StringBuilder builder = new StringBuilder();  while ((line = reader.readLine()) != null) {  builder.append(line);  }  return builder.toString();  } }

2.11.公有靜態常量應該通過類訪問

雖然通過類的實例訪問公有靜態常量是允許的，但是容易讓人它誤認為每個類的實例都有一個公有靜態常量。所以，公有靜態常量應該直接通過類訪問。

反例：

public class User {  public static final String CONST_NAME = "name";  ... } User user = new User(); String nameKey = user.CONST_NAME;

正例：

public class User {  public static final String CONST_NAME = "name";  ... } String nameKey = User.CONST_NAME;

2.12.不要用 NullPointerException 判斷空

空指針異常應該用代碼規避（比如檢測不為空），而不是用捕獲異常的方式處理。

反例：

public String getUserName(User user) {  try {  return user.getName();  } catch (NullPointerException e) {  return null;  } }

正例：

public String getUserName(User user) {  if (Objects.isNull(user)) {  return null;  }  return user.getName(); }

2.13.使用 String.valueOf(value) 代替 ""+value

當要把其它對象或類型轉化為字符串時，使用 String.valueOf(value) 比 ""+value 的效率更高。

反例：

int i = 1; String s = "" + i;

正例：

int i = 1; String s = String.valueOf(i);

2.14.過時代碼添加 @Deprecated 注解

當一段代碼過時，但為了兼容又無法直接刪除，不希望以后有人再使用它時，可以添加 @Deprecated 注解進行標記。在文檔注釋中添加 @deprecated 來進行解釋，并提供可替代方案

正例：

/**  * 保存  *  * @deprecated 此方法效率較低，請使用{@link newSave()}方法替換它  */ @Deprecated public void save(){  // do something }

03 如何讓代碼遠離 bug

3.1.禁止使用構造方法 BigDecimal(double)

BigDecimal(double) 存在精度損失風險，在精確計算或值比較的場景中可能會導致業務邏輯異常。

反例：

BigDecimal value = new BigDecimal(0.1D); // 0.100000000000000005551115...

正例：

BigDecimal value = BigDecimal.valueOf(0.1D);; // 0.1

3.2.返回空數組和空集合而不是 null

返回 null ，需要調用方強制檢測 null ，否則就會拋出空指針異常。返回空數組或空集合，有效地避免了調用方因為未檢測 null 而拋出空指針異常，還可以刪除調用方檢測 null 的語句使代碼更簡潔。

反例：

public static Result[] getResults() {  return null; } public static List<Result> getResultList() {  return null; } public static Map<String, Result> getResultMap() {  return null; } public static void main(String[] args) {  Result[] results = getResults();  if (results != null) {  for (Result result : results) {  ...  }  }  List<Result> resultList = getResultList();  if (resultList != null) {  for (Result result : resultList) {  ...  }  }  Map<String, Result> resultMap = getResultMap();  if (resultMap != null) {  for (Map.Entry<String, Result> resultEntry : resultMap) {  ...  }  } }

正例：

public static Result[] getResults() {  return new Result[0]; } public static List<Result> getResultList() {  return Collections.emptyList(); } public static Map<String, Result> getResultMap() {  return Collections.emptyMap(); } public static void main(String[] args) {  Result[] results = getResults();  for (Result result : results) {  ...  }  List<Result> resultList = getResultList();  for (Result result : resultList) {  ...  }  Map<String, Result> resultMap = getResultMap();  for (Map.Entry<String, Result> resultEntry : resultMap) {  ...  } }

3.3.優先使用常量或確定值來調用 equals 方法

對象的 equals 方法容易拋空指針異常，應使用常量或確定有值的對象來調用 equals 方法。當然，使用java.util.Objects.equals() 方法是最佳實踐。

反例：

public void isFinished(OrderStatus status) {  return status.equals(OrderStatus.FINISHED); // 可能拋空指針異常 }

正例：

public void isFinished(OrderStatus status) {  return OrderStatus.FINISHED.equals(status); } public void isFinished(OrderStatus status) {  return Objects.equals(status, OrderStatus.FINISHED); }

3.4.枚舉的屬性字段必須是私有不可變

枚舉通常被當做常量使用，如果枚舉中存在公共屬性字段或設置字段方法，那么這些枚舉常量的屬性很容易被修改。理想情況下，枚舉中的屬性字段是私有的，并在私有構造函數中賦值，沒有對應的 Setter 方法，最好加上 final 修飾符。

反例：

public enum UserStatus {  DISABLED(0, "禁用"),  ENABLED(1, "啟用");  public int value;  private String description;  private UserStatus(int value, String description) {  this.value = value;  this.description = description;  }  public String getDescription() {  return description;  }  public void setDescription(String description) {  this.description = description;  } }

正例：

public enum UserStatus {  DISABLED(0, "禁用"),  ENABLED(1, "啟用");  private final int value;  private final String description;  private UserStatus(int value, String description) {  this.value = value;  this.description = description;  }  public int getValue() {  return value;  }  public String getDescription() {  return description;  } }

3.5.小心 String.split(String regex)

字符串 String 的 split 方法，傳入的分隔字符串是正則表達式！部分關鍵字（比如.[]()|等）需要轉義

反例：

"a.ab.abc".split("."); // 結果為[] "a|ab|abc".split("|"); // 結果為["a", "|", "a", "b", "|", "a", "b", "c"]

正例：

"a.ab.abc".split("."); // 結果為[] "a|ab|abc".split("|"); // 結果為["a", "|", "a", "b", "|", "a", "b", "c"]

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