Java中性能优化的35种⽅法汇总
前⾔
对程序员们来说，代码优化是⼀个很重要的课题。可能有些⼈觉得没⽤，⼀些细⼩的地⽅有什么好修改的，改与不改对于代码的运⾏效率有什么影响呢？这个问题我是这么考虑的，就像⼤海⾥⾯的鲸鱼⼀样，它吃⼀条⼩虾⽶有⽤吗？没⽤，但是，吃的⼩虾⽶⼀多之后，鲸鱼就被喂饱了。代码优化也是⼀样，如果项⽬着眼于尽快⽆BUG上线，那么此时可以抓⼤放⼩，代码的细节可以不精打细磨；但是如果有⾜够的时间开发、维护代码，这时候就必须考虑每个可以优化的细节了，⼀个⼀个细⼩的优化点累积起来，对于代码的运⾏效率绝对是有提升的。
代码优化的⽬标是：
1、减⼩代码的体积
2、提⾼代码运⾏的效率
代码优化细节
1、尽量指定类、⽅法的final修饰符
带有final修饰符的类是不可派⽣的。在Java核⼼API中，有许多应⽤final的例⼦，例如java.lang.String，整个类都是final的。为类指定final修饰符可以让类不可以被继承，为⽅法指定final修饰符可以让⽅法不可以被重写。如果指定了⼀个类为final，则该类所有的⽅法都是final的。Java编译器会寻机会内联所有的final⽅法，内联对于提升Java运⾏效率作⽤重⼤，具体参见Java 运⾏期优化。此举能够使性能平均提⾼50%。
2、尽量重⽤对象
特别是String对象的使⽤，出现字符串连接时应该使⽤StringBuilder/StringBuffer代替。由于Java虚拟机不仅要花时间⽣成对象，以后可能还需要花时间对这些对象进⾏垃圾回收和处理，因此，⽣成过多的对象将会给程序的性能带来很⼤的影响。
3、尽可能使⽤局部变量
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，速度较慢。另外，栈中创建的变量，随着⽅法的运⾏结束，这些内容就没了，不需要额外的垃圾回收。
4、及时关闭流
Java编程过程中，进⾏数据库连接、I/O流操作时务必⼩⼼，在使⽤完毕后，及时关闭以释放资源。因为对这些⼤对象的操作会造成系统⼤的开销，稍有不慎，将会导致严重的后果。
5、尽量减少对变量的重复计算
明确⼀个概念，对⽅法的调⽤，即使⽅法中只有⼀句语句，也是有消耗的，包括创建栈帧、调⽤⽅法时保护现场、调⽤⽅法完毕时恢复现场等。所以例如下⾯的操作：
for (int i = 0; i < list.size(); i++)
{...}
建议替换为：
for (int i = 0, int length = list.size(); i < length; i++)
{...}
这样，在list.size()很⼤的时候，就减少了很多的消耗
6、尽量采⽤懒加载的策略，即在需要的时候才创建
例如：
String str = "aaa";if (i == 1)
{
list.add(str);
}
建议替换为：
if (i == 1)
{
String str = "aaa";
list.add(str);
}
7、慎⽤异常
异常对性能不利。抛出异常⾸先要创建⼀个新的对象，Throwable接⼝的构造函数调⽤名为fillInStackTrace()的本地同步⽅
法，fillInStackTrace()⽅法检查堆栈，收集调⽤跟踪信息。只要有异常被抛出，Java虚拟机就必须调整调⽤堆栈，因为在处理过程中创建了⼀个新的对象。异常只能⽤于错误处理，不应该⽤来控制程序流程。
8、不要在循环中使⽤try…catch…，应该把其放在最外层
除⾮不得已。如果毫⽆理由地这么写了，只要你的领导资深⼀点、有强迫症⼀点，⼋成就要骂你为什么写出这种垃圾代码来了
9、如果能估计到待添加的内容长度，为底层以数组⽅式实现的集合、⼯具类指定初始长度
⽐如ArrayList、LinkedLlist、StringBuilder、StringBuffer、HashMap、HashSet等等，以StringBuilder为例：
（1）StringBuilder()      // 默认分配16个字符的空间
（2）StringBuilder(int size)  // 默认分配size个字符的空间
（3）StringBuilder(String str)　// 默认分配16个字符+str.length()个字符空间
可以通过类（这⾥指的不仅仅是上⾯的StringBuilder）的来设定它的初始化容量，这样可以明显地提升性能。⽐如StringBuilder吧，length表⽰当前的StringBuilder能保持的字符数量。因为当StringBuilder达到最⼤容量的时候，它会将⾃⾝容量增加到当前的2倍再加2，⽆论何时只要StringBuilder达到它的最⼤容量，它就不得不创建⼀个新的字符数组然后将旧的字符数组内容拷贝到新字符数组中—-这是⼗分耗费性能的⼀个操作。试想，如果能预估到字符数组中⼤概要存放5000个字符⽽不指定长度，最接近5000的2次幂是4096，每次扩容加的2不管，那么：
（1）在4096 的基础上，再申请8194个⼤⼩的字符数组，加起来相当于⼀次申请了12290个⼤⼩的字符数组，如果⼀开始能指定5000个⼤⼩的字符数组，就节省了⼀倍以上的空间
（2）把原来的4096个字符拷贝到新的的字符数组中去
这样，既浪费内存空间⼜降低代码运⾏效率。所以，给底层以数组实现的集合、⼯具类设置⼀个合理的初始化容量是错不了的，这会带来⽴竿见影的效果。但是，注意，像HashMap这种是以数组+链表实现的集合，别把初始⼤⼩和你估计的⼤⼩设置得⼀样，因为⼀个table上只连接⼀个对象的可能性⼏乎为0。
初始⼤⼩建议设置为2的N次幂，如果能估计到有2000个元素，设置成new HashMap(128)、new HashMap(256)都可以。
10、当复制⼤量数据时，使⽤System.arraycopy()命令
11、乘法和除法使⽤移位操作
例如：
for (val = 0; val < 100000; val += 5)
{
a = val * 8;
b = val / 2;
}
⽤移位操作可以极⼤地提⾼性能，因为在计算机底层，对位的操作是最⽅便、最快的，因此建议修改为：
for (val = 0; val < 100000; val += 5)
{
a = val << 3;
b = val >> 1;
}
移位操作虽然快，但是可能会使代码不太好理解，因此最好加上相应的注释。
12、循环内不要不断创建对象引⽤
例如：
for (int i = 1; i <= count; i++)
{Object obj = new Object();
}
java反射的作用及应用场景这种做法会导致内存中有count份Object对象引⽤存在，count很⼤的话，就耗费内存了，建议为改为：
Object obj = null;for (int i = 0; i <= count; i++) { obj = new Object(); }
这样的话，内存中只有⼀份Object对象引⽤，每次new Object()的时候，Object对象引⽤指向不同的Object罢了，但是内存中只有⼀份，这样就⼤⼤节省了内存空间了。
13、基于效率和类型检查的考虑，应该尽可能使⽤array，⽆法确定数组⼤⼩时才使⽤ArrayList
14、尽量使⽤HashMap、ArrayList、StringBuilder，除⾮线程安全需要，否则不推荐使⽤Hashtable、Vector、StringBuffer，后三者由于使⽤同步机制⽽导致了性能开销
15、不要将数组声明为public static final
因为这毫⽆意义，这样只是定义了引⽤为static final，数组的内容还是可以随意改变的，将数组声明为public更是⼀个安全漏洞，这意味着这个数组可以被外部类所改变
16、尽量在合适的场合使⽤单例
使⽤单例可以减轻加载的负担、缩短加载的时间、提⾼加载的效率，但并不是所有地⽅都适⽤于单例，简单来说，单例主要适⽤于以下三个⽅⾯：
（1）控制资源的使⽤，通过线程同步来控制资源的并发访问
（2）控制实例的产⽣，以达到节约资源的⽬的
（3）控制数据的共享，在不建⽴直接关联的条件下，让多个不相关的进程或线程之间实现通信
17、尽量避免随意使⽤静态变量
要知道，当某个对象被定义为static的变量所引⽤，那么gc通常是不会回收这个对象所占有的堆内存的，如：
public class A
{
private static B b = new B();
}
此时静态变量b的⽣命周期与A类相同，如果A类不被卸载，那么引⽤B指向的B对象会常驻内存，直到程序终⽌
18、及时清除不再需要的会话
为了清除不再活动的会话，许多应⽤服务器都有默认的会话超时时间，⼀般为30分钟。当应⽤服务器需要保存更多的会话时，如果内存不⾜，那么操作系统会把部分数据转移到磁盘，应⽤服务器也可能根据MRU（最近最频繁使⽤）算法把部分不活跃的会话转储到磁盘，甚⾄可能抛出内存不⾜的异常。如果会话要被转储到磁盘，那么必须要先被序列化，在⼤规模集中，对对象进⾏序列化的代价是很昂贵的。因此，当会话不再需要时，应当及时调⽤HttpSession的invalidate()⽅法清除会话。
19、实现RandomAccess接⼝的集合⽐如ArrayList，应当使⽤最普通的for循环⽽不是foreach循环来遍历
这是JDK推荐给⽤户的。JDK API对于RandomAccess接⼝的解释是：实现RandomAccess接⼝⽤来表明其⽀持快速随机访问，此接⼝的主要⽬的是允许⼀般的算法更改其⾏为，从⽽将其应⽤到随机或连续访问列表时能提供良好的性能。实际经验表明，实现RandomAccess接⼝的类实例，假如是随机访问的，使⽤普通for循环效率将⾼于使⽤foreach循环；反过来，如果是顺序访问的，则使⽤Iterator会效率更⾼。可以使⽤类似如下的代码作判断：
if (list instanceof RandomAccess)
{ for (int i = 0; i < list.size(); i++){}
}else{
Iterator iterator = list.iterable(); while (iterator.hasNext()){()}
}
foreach循环的底层实现原理就是迭代器Iterator，参见Java语法糖1：可变长度参数以及foreach循环原理。所以后半句”反过来，如果是顺序访问的，则使⽤Iterator会效率更⾼”的意思就是顺序访问的那些类实例，使⽤foreach循环去遍历。
20、使⽤同步代码块替代同步⽅法
这点在多线程模块中的synchronized锁⽅法块⼀⽂中已经讲得很清楚了，除⾮能确定⼀整个⽅法都是需要进⾏同步的，否则尽量使⽤同步代码块，避免对那些不需要进⾏同步的代码也进⾏了同步，影响了代码执⾏效率。
21、将常量声明为static final，并以⼤写命名
这样在编译期间就可以把这些内容放⼊常量池中，避免运⾏期间计算⽣成常量的值。另外，将常量的名字以⼤写命名也可以⽅便区分出常量与变量
22、不要创建⼀些不使⽤的对象，不要导⼊⼀些不使⽤的类
这毫⽆意义，如果代码中出现”The value of the local variable i is not used”、”The import java.util is never used”，那么请删除这些⽆⽤的内容
23、程序运⾏过程中避免使⽤反射
关于，请参见反射。反射是Java提供给⽤户⼀个很强⼤的功能，功能强⼤往往意味着效率不⾼。不建议在程序运⾏过程中使⽤尤其是频繁使⽤反射机制，特别是Method的invoke⽅法，如果确实有必要，⼀种建议性的做法是将那些需要通过反射加载的类在项⽬启动的时候通过反射实例化出⼀个对象并放⼊内存—-⽤户只关⼼和对端交互的时候获取最快的响应速度，并不关⼼对端的项⽬启动花多久时间。
24、使⽤数据库连接池和线程池
这两个池都是⽤于重⽤对象的，前者可以避免频繁地打开和关闭连接，后者可以避免频繁地创建和销毁线程
25、使⽤带缓冲的输⼊输出流进⾏IO操作
带缓冲的输⼊输出流，即BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream，这可以极⼤地提升IO效率
26、顺序插⼊和随机访问⽐较多的场景使⽤ArrayList，元素删除和中间插⼊⽐较多的场景使⽤LinkedList
这个，理解ArrayList和LinkedList的原理就知道了
27、不要让public⽅法中有太多的形参
public⽅法即对外提供的⽅法，如果给这些⽅法太多形参的话主要有两点坏处：
1、违反了⾯向对象的编程思想，Java讲求⼀切都是对象，太多的形参，和⾯向对象的编程思想并不契合
2、参数太多势必导致⽅法调⽤的出错概率增加
⾄于这个”太多”指的是多少个，3、4个吧。⽐如我们⽤JDBC写⼀个insertStudentInfo⽅法，有10个学⽣信息字段要插如Student表中，可以把这10个参数封装在⼀个实体类中，作为insert⽅法的形参
28、字符串变量和字符串常量equals的时候将字符串常量写在前⾯
这是⼀个⽐较常见的⼩技巧了，如果有以下代码：
String str = "123";if (str.equals("123")) {...}
建议修改为：
String str = "123";if ("123".equals(str))
{...}
这么做主要是可以避免空指针异常
29、请知道，在java中if (i == 1)和if (1 == i)是没有区别的，但从阅读习惯上讲，建议使⽤前者
平时有⼈问，”if (i == 1) ”和”if (1== i) ”有没有区别，这就要从C/C++讲起。
在C/C++中，”if (i == 1) ”判断条件成⽴，是以0与⾮0为基准的，0表⽰false，⾮0表⽰true，如果有这么⼀段代码：
int i = 2;if (i == 1)
{...}else{...}
C/C++判断”i==1″不成⽴，所以以0表⽰，即false。但是如果：
int i = 2;if (i = 1) { ... }else{ ... }
万⼀程序员⼀个不⼩⼼，把”if (i == 1) ”写成”if (i = 1) ”，这样就有问题了。在if之内将i赋值为1，if判断⾥⾯的内容⾮0，返回的就是true了，但是明明i为2，⽐较的值是1，应该返回的false。这种情况在C/C++的开发中是很可能发⽣的并且会导致⼀些难以理解的错误产⽣，所以，为了避免开发者在if语句中不正确的赋值操作，建议将if语句写为：
int i = 2;if (1 == i) { ... }else{ ... }
这样，即使开发者不⼩⼼写成了”1 = i ”，C/C++编译器也可以第⼀时间检查出来，因为我们可以对⼀个变量赋值i为1，但是不能对⼀个常量赋值1为i。
但是，在Java中，C/C++这种”if (i = 1) ”的语法是不可能出现的，因为⼀旦写了这种语法，Java就会编译报错”Type mismatch: cannot convert from int to boolean”。但是，尽管Java的”if (i == 1) ”和”if (1 == i) ”在语义上没有任何区别，但是从阅读习惯上讲，建议
使⽤前者会更好些。
30、不要对数组使⽤toString()⽅法
看⼀下对数组使⽤toString()打印出来的是什么：
public static void main(String[] args)
{ int[] is = new int[]{1, 2, 3};
System.out.String());
}
结果是：
[I@18a992f
本意是想打印出数组内容，却有可能因为数组引⽤is为空⽽导致空指针异常。不过虽然对数组toString()没有意义，但是对集
合toString()是可以打印出集合⾥⾯的内容的，因为集合的⽗类AbstractCollections重写了Object的toString()⽅法。
31、不要对超出范围的基本数据类型做向下强制转型
这绝不会得到想要的结果：
public static void main(String[] args)
{
long l = 12345678901234L;int i = (int)l;
System.out.println(i);
}
我们可能期望得到其中的某⼏位，但是结果却是：
1942892530
解释⼀下。Java中long是8个字节64位的，所以12345678901234在计算机中的表⽰应该是：
0000 0000 0000 0000 0000 1011 0011 1010 0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010
⼀个int型数据是4个字节32位的，从低位取出上⾯这串⼆进制数据的前32位是：
0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010
这串⼆进制表⽰为⼗进制1942892530，所以就是我们上⾯的控制台上输出的内容。
从这个例⼦上还能顺便得到两个结论：
1、整型默认的数据类型是int，long l = 12345678901234L，这个数字已经超出了int的范围了，所以最后有⼀个L，表⽰这是⼀个long型数。顺便，浮点型的默认类型是double，所以定义float的时候要写成””float f = 3.5f”
2、接下来再写⼀句”int ii = l + i; ”会报错，因为long + int是⼀个long，不能赋值给int
32、公⽤的集合类中不使⽤的数据⼀定要及时remove掉
如果⼀个集合类是公⽤的（也就是说不是⽅法⾥⾯的属性），那么这个集合⾥⾯的元素是不会⾃动释放的，因为始终有引⽤指向它们。所以，如果公⽤集合⾥⾯的某些数据不使⽤⽽不去remove掉它们，那么将会造成这个公⽤集合不断增⼤，使得系统有内存泄露的隐患。
33、把⼀个基本数据类型转为字符串，基本数据类型.toString()是最快的⽅式、String.valueOf(数据)次之、数据+””最慢
把⼀个基本数据类型转为⼀般有三种⽅式，我有⼀个Integer型数据i，可以使⽤i.toString()、String.valueOf(i) 、i+””三种⽅式，三种⽅式的效率如何，看⼀个测试：
public static void main(String[] args)
{

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