7.Java程序优化-有助于改善性能的编程技巧

慎用异常

       经常使用的try-catch捕获异常对系统性能而言是非常糟糕的。

       虽然在一次try-catch中，无法察觉到它对性能带来的损失。但一旦把try-catch放在循环当中，就会给系统性能带来极大的伤害。

//try-catch在循环内，这段代码耗时110ms
int a=0;
for(int i=0;i<100000000;i++){
    try{
       a++;
    } catch(Exception e) {}
}

//如果把try-catch移到循环体外，就能提升系统性能
//这段代码执行耗时62ms
int a=0;
try{
   for(int i=0;i<100000000;i++){
      a++;
   }
} catch(Exception e){}

尽量使用局部变量而不是类的成员变量

       调用方法时，传递的参数以及在调用中创建的临时变量都保存在栈中，速度较快。其他变量，如静态变量，实例变量等，都在堆中创建，速度比较慢。

//使用局部变量进行计算
int a=0;     //在函数体内定义的局部变量
for(int i=0;i<100000000;i++){
    a++:
}

//将局部变量替换成类的静态变量
public static int a=0;        //在类中定义变量

for(int i=0;i<100000000;i++){
    a++:   //在函数体中调用
}

       第一段代码耗时78ms，第二段耗时266ms；

       局部变量的访问速度远远高于类的成员变量；

位运算代替乘除法

      在所有运算中，位运算是最高效的。

long a=100;
for(int i=0;i<100000000;i++){
    a*=2;
    a/=2;
}

for(int i=0;i<100000000;i++){
    a<<=2;  //*2
    a>>=2;
}

      第一段代码耗时219ms，第二段耗时31ms，还是很明显的；

替换switch

      switch类似于if-else，两者的性能也差不多。所以，不能说switch会降低性能，但还是能提升性能的方法的。

一维数组代替二维数组

       数组的随机访问性能比较好，许多JDK库底层都是基于数组实现的。

       一维数组的访问速度要优于二维数组。所以，可以通过算法将二维数组转为一维数组，再进行处理；

       在集合访问或数组访问的时候，应该尽量减少方法调用；

提取表达式

       提取重复的代码，尽可能减少重复的计算，尤其是在循环体内；

展开循环

       展开循环会影响代码的可读性和可维护性，但在极端情况下，为了提高系统性能，可以考虑循环展开；

//耗时94ms
int[] array = new int[9999999];
for(int i=0;i<9999999;i++){
    array[i] = i;
}

//展开循环，减少循环次数，提升系统性能
//耗时31ms
int[] array = new int[9999999];
for(int i=0;i<9999999;i+=3){
    array[i] = i;
    array[i+1] = i;
    array[i+2] = i;
}

布尔运算代替位运算

       虽然位运算的速度远远高于算术运算，但是在条件判断的时候，使用位运算替代布尔运算是非常错误的。

       在条件判断的时候，Java会对布尔运算进行充分的优化。即，a&b&c&d，只有一个是false，剩下的就不计算了，直接返回false。即，只有表达式的值能够确定，剩余的余子表达式就不计算了。

       如果使用位运算的话，位运算本身没什么性能问题，但位运算总是将所有的子表达式计算完之后才返回。

使用arraycopy()

       数组复制应该使用System.arraycopy()函数，而不是自己实现的。

       System.arraycopy()函数是native函数，通常native函数的性能要优于普通的函数。应该尽量调用native函数。

使用Buffer进行I/O操作

      在进行I/O操作时，有个尽可能选择带缓冲的类；

      详细的，可以查阅资料；

使用clone()代替new

      新建对象通常用new。使用new创建轻量级对象，速度非常快。对于重量级对象，由于对象在构造函数中可能会进行一些复杂且耗时的操作，所以速度会比较慢。

      Object.clone()可以绕过构造函数，快速复制一个对象实例。

      但，在默认情况下，clone()方法生成的实例只是原对象的浅拷贝。如果需要深拷贝，则需要重新实现clone()方法。

静态方法替代实例方法

       实例方法需要维护一张类似于虚函数表的结构，以支持对多态的支持。与静态方法相比，实例方法的调用需要更多的资源。

       所以，如果一些方法没有重载的必要(如，工具类)，可以直接申明为静态方法，加速方法的调用。