Java工作中實用的代碼優化技巧有哪些

本篇內容介紹了“Java工作中實用的代碼優化技巧有哪些”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！

1.類成員與方法的可見性最小化

舉例：如果是一個private的方法，想刪除就刪除

如果一個public的service方法，或者一個public的成員變量，刪除一下，不得思考很多。

2.使用位移操作替代乘除法

計算機是使用二進制表示的，位移操作會極大地提高性能。

<< 左移相當于乘以 2；>> 右移相當于除以 2；

>>> 無符號右移相當于除以 2，但它會忽略符號位，空位都以 0 補齊。

a = val << 3;
b = val >> 1;

3.盡量減少對變量的重復計算

我們知道對方法的調用是有消耗的，包括創建棧幀、調用方法時保護現場，恢復現場等。

//反例
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
  System.out.println("result");
}
//正例
for (int i = 0, length = list.size(); i < length; i++) {
  System.out.println("result");
}

在list.size()很大的時候，就減少了很多的消耗。

4.不要捕捉RuntimeException

RuntimeException 不應該通過 catch 語句去捕捉，而應該使用編碼手段進行規避。

如下面的代碼，list 可能會出現數組越界異常。

是否越界是可以通過代碼提前判斷的，而不是等到發生異常時去捕捉。

提前判斷這種方式，代碼會更優雅，效率也更高。

public String test1(List<String> list, int index) {
    try {
        return list.get(index);
    } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
        return null;
    }
}
//正例
public String test2(List<String> list, int index) {
    if (index >= list.size() || index < 0) {
        return null;
    }
    return list.get(index);
}

5.使用局部變量可避免在堆上分配

由于堆資源是多線程共享的，是垃圾回收器工作的主要區域，過多的對象會造成 GC 壓力，可以通過局部變量的方式，將變量在棧上分配。這種方式變量會隨著方法執行的完畢而銷毀，能夠減輕 GC 的壓力。

6.減少變量的作用范圍

注意變量的作用范圍，盡量減少對象的創建。

如下面的代碼，變量 s 每次進入方法都會創建，可以將它移動到 if 語句內部。

public void test(String str) {
    final int s = 100;
    if (!StringUtils.isEmpty(str)) {
        int result = s * s;
    }
}

7.懶加載策略

盡量采用懶加載的策略，在需要的時候才創建

String str = "月伴飛魚";
if (name == "公眾號") {
  list.add(str);
}
if (name == "公眾號") {
  String str = "月伴飛魚";
  list.add(str);
}

8.訪問靜態變量直接使用類名

使用對象訪問靜態變量，這種方式多了一步尋址操作，需要先找到變量對應的類，再找到類對應的變量。

 // 反例
int i = objectA.staticMethod();
 // 正例
int i = ClassA.staticMethod();

9.字符串拼接使用StringBuilder

字符串拼接，使用 StringBuilder 或者 StringBuffer，不要使用 + 號。

//反例
public class StringTest {
    @Test
    public void testStringPlus() {
        String str = "111";
        str += "222";
        str += "333";
        System.out.println(str);
    }
}
//正例
public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder("111");
        sb.append("222");
        sb.append(333);
        System.out.println(sb.toString());
    }
}

10.重寫對象的HashCode

重寫對象的HashCode，不要簡單地返回固定值

有同學在開發重寫 HashCode 和 Equals 方法時，會把 HashCode 的值返回固定的 0，而這樣做是不恰當的

當這些對象存入 HashMap 時，性能就會非常低，因為 HashMap 是通過 HashCode 定位到 Hash 槽，有沖突的時候，才會使用鏈表或者紅黑樹組織節點，固定地返回 0，相當于把 Hash 尋址功能無效了。

11.HashMap等集合初始化

HashMap等集合初始化的時候，指定初始值大小

這樣的對象有很多，比如 ArrayList，StringBuilder 等，通過指定初始值大小可減少擴容造成的性能損耗。

初始值大小計算：

12.循環內創建對象引用

循環內不要不斷創建對象引用

//反例
for (int i = 1; i <= size; i++) {
    Object obj = new Object();    
}
//正例
Object obj = null;
for (int i = 0; i <= size; i++) {
    obj = new Object();
}

第一種會導致內存中有size個Object對象引用存在，size很大的話，就耗費內存了

13.遍歷Map 使用 EntrySet 方法

使用 EntrySet 方法，可以直接返回 set 對象，直接拿來用即可；而使用 KeySet 方法，獲得的是key 的集合，需要再進行一次 get 操作，多了一個操作步驟，所以更推薦使用 EntrySet 方式遍歷 Map。

Set<Map.Entry<String, String>> entryseSet = nmap.entrySet();
for (Map.Entry<String, String> entry : entryseSet) {
    System.out.println(entry.getKey()+","+entry.getValue());
}

14.不要在多線程下使用同一個 Random

Random 類的 seed 會在并發訪問的情況下發生競爭，造成性能降低，建議在多線程環境下使用 ThreadLocalRandom 類。

 public static void main(String[] args) {
        ThreadLocalRandom threadLocalRandom = ThreadLocalRandom.current();
        Thread thread1 = new Thread(()->{
            for (int i=0;i<10;i++){
                System.out.println("Thread1:"+threadLocalRandom.nextInt(10));
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(()->{
            for (int i=0;i<10;i++){
                System.out.println("Thread2:"+threadLocalRandom.nextInt(10));
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

15.自增推薦使用LongAddr

自增運算可以通過 synchronized 和 volatile 的組合來控制線程安全，或者也可以使用原子類（比如 AtomicLong）。

后者的速度比前者要高一些，AtomicLong 使用 CAS 進行比較替換，在線程多的情況下會造成過多無效自旋，可以使用 LongAdder 替換 AtomicLong 進行進一步的性能提升。

public class Test {
    public int longAdderTest(Blackhole blackhole) throws InterruptedException {
        LongAdder longAdder = new LongAdder();
        for (int i = 0; i < 1024; i++) {
            longAdder.add(1);
        }
        return longAdder.intValue();
    }
}

16.程序中要少用反射

反射的功能很強大，但它是通過解析字節碼實現的，性能就不是很理想。

現實中有很多對反射的優化方法，比如把反射執行的過程（比如 Method）緩存起來，使用復用來加快反射速度。

Java 7.0 之后，加入了新的包java.lang.invoke，同時加入了新的 JVM 字節碼指令 invokedynamic，用來支持從 JVM 層面，直接通過字符串對目標方法進行調用。

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