心得總結:Java性能優化技巧集錦 – JAVA編程語言程序開發技術文章

一、通用篇

  “通用篇”討論的問題適合於大多數Java應用。

  1.1 不用new關鍵詞創建類的實例

  用new關鍵詞創建類的實例時,構造函數鏈中的所有構造函數都會被自動調用。但如果一個對象實現瞭Cloneable接口,我們可以調用它的clone()方法。clone()方法不會調用任何類構造函數。

  在使用設計模式(Design Pattern)的場合,如果用Factory模式創建對象,則改用clone()方法創建新的對象實例非常簡單。例如,下面是Factory模式的一個典型實現:

public static Credit getNewCredit() {
return new Credit();
}

  改進後的代碼使用clone()方法,如下所示:

private static Credit BaseCredit = new Credit();
public static Credit getNewCredit() {
return (Credit) BaseCredit.clone();
}

  上面的思路對於數組處理同樣很有用。

  1.2 使用非阻塞I/O

  版本較低的JDK不支持非阻塞I/O API。為避免I/O阻塞,一些應用采用瞭創建大量線程的辦法(在較好的情況下,會使用一個緩沖池)。這種技術可以在許多必須支持並發I/O流的應用中見到,如Web服務器、報價和拍賣應用等。然而,創建Java線程需要相當可觀的開銷。

  JDK 1.4引入瞭非阻塞的I/O庫(java.nio)。如果應用要求使用版本較早的JDK,在這裡有一個支持非阻塞I/O的軟件包。

  請參見Sun中國網站的《調整Java的I/O性能》。

  1.3 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接口的構造函數調用名為fillInStackTrace()的本地(Native)方法,fillInStackTrace()方法檢查堆棧,收集調用跟蹤信息。隻要有異常被拋出,VM就必須調整調用堆棧,因為在處理過程中創建瞭一個新的對象。

  異常隻能用於錯誤處理,不應該用來控制程序流程。

  1.4 不要重復初始化變量

  默認情況下,調用類的構造函數時, Java會把變量初始化成確定的值:所有的對象被設置成null,整數變量(byte、short、int、long)設置成0,float和 double變量設置成0.0,邏輯值設置成false。當一個類從另一個類派生時,這一點尤其應該註意,因為用new關鍵詞創建一個對象時,構造函數鏈中的所有構造函數都會被自動調用。

  1.5 盡量指定類的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。為String類指定final防止瞭人們覆蓋length()方法。

  另外,如果指定一個類為final,則該類所有的方法都是final。Java編譯器會尋找機會內聯(inline)所有的final方法(這和具體的編譯器實現有關)。此舉能夠使性能平均提高50%。

  1.6 盡量使用局部變量

  調用方法時傳遞的參數以及在調用中創建的臨時變量都保存在棧(Stack)中,速度較快。其他變量,如靜態變量、實例變量等,都在堆(Heap)中創建,速度較慢。另外,依賴於具體的編譯器/JVM,局部變量還可能得到進一步優化。請參見《盡可能使用堆棧變量》。

  1.7 乘法和除法

  考慮下面的代碼:

for (val = 0; val < 100000; val +=5) { alterX = val * 8; myResult = val * 2; }

  用移位操作替代乘法操作可以極大地提高性能。下面是修改後的代碼:

for (val = 0; val < 100000; val += 5) { alterX = val << 3; myResult = val << 1; }

  修改後的代碼不再做乘以8的操作,而是改用等價的左移3位操作,每左移1位相當於乘以2。相應地,右移1位操作相當於除以2。值得一提的是,雖然移位操作速度快,但可能使代碼比較難於理解,所以最好加上一些註釋。

二、J2EE篇

  前面介紹的改善性能技巧適合於大多數Java應用,接下來要討論的問題適合於使用JSP、EJB或JDBC的應用。

  2.1 使用緩沖標記

  一些應用服務器加入瞭面向JSP的緩沖標記功能。例如,BEA的WebLogic Server從6.0版本開始支持這個功能,Open Symphony工程也同樣支持這個功能。JSP緩沖標記既能夠緩沖頁面片斷,也能夠緩沖整個頁面。當JSP頁面執行時,如果目標片斷已經在緩沖之中,則生成該片斷的代碼就不用再執行。頁面級緩沖捕獲對指定URL的請求,並緩沖整個結果頁面。對於購物籃、目錄以及門戶網站的主頁來說,這個功能極其有用。對於這類應用,頁面級緩沖能夠保存頁面執行的結果,供後繼請求使用。

  對於代碼邏輯復雜的頁面,利用緩沖標記提高性能的效果比較明顯;反之,效果可能略遜一籌。

  請參見《用緩沖技術提高JSP應用的性能和穩定性》。

  2.2 始終通過會話Bean訪問實體Bean

  直接訪問實體Bean不利於性能。當客戶程序遠程訪問實體Bean時,每一個get方法都是一個遠程調用。訪問實體Bean的會話Bean是本地的,能夠把所有數據組織成一個結構,然後返回它的值。

  用會話Bean封裝對實體Bean的訪問能夠改進事務管理,因為會話Bean隻有在到達事務邊界時才會提交。每一個對get方法的直接調用產生一個事務,容器將在每一個實體Bean的事務之後執行一個“裝入-讀取”操作。

  一些時候,使用實體Bean會導致程序性能不佳。如果實體Bean的唯一用途就是提取和更新數據,改成在會話Bean之內利用JDBC訪問數據庫可以得到更好的性能。

  2.3 選擇合適的引用機制

  在典型的JSP應用系統中,頁頭、頁腳部分往往被抽取出來,然後根據需要引入頁頭、頁腳。當前,在JSP頁面中引入外部資源的方法主要有兩種:include指令,以及include動作。

  include指令:例如<%@ include file=”copyright.html” %>。該指令在編譯時引入指定的資源。在編譯之前,帶有include指令的頁面和指定的資源被合並成一個文件。被引用的外部資源在編譯時就確定,比運行時才確定資源更高效。
include動作:例如<jsp:include page=”copyright.jsp” />。該動作引入指定頁面執行後生成的結果。由於它在運行時完成,因此對輸出結果的控制更加靈活。但時,隻有當被引用的內容頻繁地改變時,或者在對主頁面的請求沒有出現之前,被引用的頁面無法確定時,使用include動作才合算。

  2.4 在部署描述器中設置隻讀屬性

  實體Bean的部署描述器允許把所有get方法設置成“隻讀”。當某個事務單元的工作隻包含執行讀取操作的方法時,設置隻讀屬性有利於提高性能,因為容器不必再執行存儲操作。

  2.5 緩沖對EJB Home的訪問

  EJB Home接口通過JNDI名稱查找獲得。這個操作需要相當可觀的開銷。JNDI查找最好放入Servlet的init()方法裡面。如果應用中多處頻繁地出現EJB訪問,最好創建一個EJBHomeCache類。EJBHomeCache類一般應該作為singleton實現。

  2.6 為EJB實現本地接口

  本地接口是EJB 2.0規范新增的內容,它使得Bean能夠避免遠程調用的開銷。請考慮下面的代碼。

PayBeanHome home = (PayBeanHome)
javax.rmi.PortableRemoteObject.narrow
(ctx.lookup (“PayBeanHome”), PayBeanHome.class);
PayBean bean = (PayBean)
javax.rmi.PortableRemoteObject.narrow
(home.create(), PayBean.class);

  第一個語句表示我們要尋找Bean的Home接口。這個查找通過JNDI進行,它是一個RMI調用。然後,我們定位遠程對象,返回代理引用,這也是一個 RMI調用。第二個語句示范瞭如何創建一個實例,涉及瞭創建IIOP請求並在網絡上傳輸請求的stub程序,它也是一個RMI調用。

  要實現本地接口,我們必須作如下修改:

  方法不能再拋出java.rmi.RemoteException異常,包括從RemoteException派生的異常,比如 TransactionRequiredException、TransactionRolledBackException和 NoSuchObjectException。EJB提供瞭等價的本地異常,如TransactionRequiredLocalException、 TransactionRolledBackLocalException和NoSuchObjectLocalException。

  所有數據和返回值都通過引用的方式傳遞,而不是傳遞值。
  本地接口必須在EJB部署的機器上使用。簡而言之,客戶程序和提供服務的組件必須在同一個JVM上運行。
  如果Bean實現瞭本地接口,則其引用不可串行化。
  請參見《用本地引用提高EJB訪問效率》。

2.7 生成主鍵

  在EJB之內生成主鍵有許多途徑,下面分析瞭幾種常見的辦法以及它們的特點。

  利用數據庫內建的標識機制(SQL Server的IDENTITY或Oracle的SEQUENCE)。這種方法的缺點是EJB可移植性差。

  由實體Bean自己計算主鍵值(比如做增量操作)。它的缺點是要求事務可串行化,而且速度也較慢。

  利用NTP之類的時鐘服務

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