Java性能优化技巧集锦.pdf

《Java性能优化技巧集锦.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Java性能优化技巧集锦.pdf（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、一、通用篇一、通用篇“通用篇”讨论的问题适合于大多数 Java应用。1.11.11.11.1 不用不用 newnewnewnew 关键词创建类的实例关键词创建类的实例用 new 关键词创建类的实例时，构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用。但如果一个对象实现了 Cloneable 接口，我们可以调用它的 clone()方法。clone()方法不会调用任何类构造函数。在使用设计模式（Design Pattern）的场合，如果用 Factory 模式创建对象，则改用 clone()方法创建新的对象实例非常简单。例如，下面是 Factory 模式的一个典型实现：public static Cred

2、it getNewCredit()return new Credit();改进后的代码使用 clone()方法，如下所示：private static Credit BaseCredit=new Credit();public static Credit getNewCredit()return(Credit)BaseCredit.clone();上面的思路对于数组处理同样很有用。1.21.21.21.2 使用非阻塞使用非阻塞 I/OI/OI/OI/O版本较低的 JDK 不支持非阻塞 I/O API。为避免 I/O 阻塞，一些应用采用了创建大量线程的办法（在较好的情况下，会使用一个缓冲池）。这

3、种技术可以在许多必须支持并发 I/O流的应用中见到，如 Web 服务器、报价和拍卖应用等。然而，创建 Java 线程需要相当可观的开销。JDK 1.4引入了非阻塞的 I/O 库（java.nio）。如果应用要求使用版本较早的 JDK，在这里有一个支持非阻塞 I/O 的软件包。请参见 Sun 中国网站的调整 Java 的 I/O 性能。1.31.31.31.3 慎用异常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（Native）方法，fillInStackTrace()方法检查堆栈，收集调用跟踪信息

4、。只要有异常被抛出，VM 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。1.41.41.41.4 不要重复初始化变量不要重复初始化变量默认情况下，调用类的构造函数时，Java会把变量初始化成确定的值：所有的对象被设置成 null，整数变量（byte、short、int、long）设置成0，float 和 double 变量设置成0.0，逻辑值设置成 false。当一个类从另一个类派生时，这一点尤其应该注意，因为用 new 关键词创建一个对象时，构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用。1.51.51.51.5 尽量指定类的尽量指定类的 f

5、inalfinalfinalfinal修饰符修饰符带有 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。为 String 类指定 final 防止了人们覆盖 length()方法。另外，如果指定一个类为 final，则该类所有的方法都是 final。Java 编译器会寻找机会内联（inline）所有的 final 方法（这和具体的编译器实现有关）。此举能够使性能平均提高50%。1.61.61.61.6 尽量使用局部变量尽量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（Stack）中

6、，速度较快。其他变量，如静态变量、实例变量等，都在堆（Heap）中创建，速度较慢。另外，依赖于具体的编译器/JVM，局部变量还可能得到进一步优化。请参见 尽可能使用堆栈变量。1.71.71.71.7 乘法和除法乘法和除法考虑下面的代码：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极大地提高性能。下面是修改后的代码：for(val=0;val 100000;val+=5)alterX=val 3;myResult=val 1;修改后的代码不再做乘以8的操作，而是改用等价的左移3位操作，每左移1位相当于乘

7、以2。相应地，右移1位操作相当于除以2。值得一提的是，虽然移位操作速度快，但可能使代码比较难于理解，所以最好加上一些注释。二、二、J2EEJ2EEJ2EEJ2EE 篇篇前面介绍的改善性能技巧适合于大多数 Java 应用，接下来要讨论的问题适合于使用JSP、EJB 或 JDBC 的应用。2.12.12.12.1 使用缓冲标记使用缓冲标记一些应用服务器加入了面向 JSP 的缓冲标记功能。例如，BEA 的 WebLogic Server 从6.0版本开始支持这个功能，Open Symphony 工程也同样支持这个功能。JSP 缓冲标记既能够缓冲页面片断，也能够缓冲整个页面。当 JSP 页面执行时，如

8、果目标片断已经在缓冲之中，则生成该片断的代码就不用再执行。页面级缓冲捕获对指定 URL 的请求，并缓冲整个结果页面。对于购物篮、目录以及门户网站的主页来说，这个功能极其有用。对于这类应用，页面级缓冲能够保存页面执行的结果，供后继请求使用。对于代码逻辑复杂的页面，利用缓冲标记提高性能的效果比较明显；反之，效果可能略逊一筹。请参见用缓冲技术提高 JSP 应用的性能和稳定性。2.22.22.22.2 始终通过会话始终通过会话 BeanBeanBeanBean访问实体访问实体 BeanBeanBeanBean直接访问实体 Bean 不利于性能。当客户程序远程访问实体 Bean 时，每一个 get 方法

9、都是一个远程调用。访问实体 Bean 的会话 Bean 是本地的，能够把所有数据组织成一个结构，然后返回它的值。用会话 Bean 封装对实体 Bean 的访问能够改进事务管理，因为会话 Bean 只有在到达事务边界时才会提交。每一个对 get 方法的直接调用产生一个事务，容器将在每一个实体 Bean的事务之后执行一个“装入-读取”操作。一些时候，使用实体 Bean 会导致程序性能不佳。如果实体 Bean 的唯一用途就是提取和更新数据，改成在会话 Bean 之内利用 JDBC 访问数据库可以得到更好的性能。2.32.32.32.3 选择合适的引用机制选择合适的引用机制在典型的 JSP 应用系统中

10、，页头、页脚部分往往被抽取出来，然后根据需要引入页头、页脚。当前，在 JSP页面中引入外部资源的方法主要有两种：include 指令，以及 include 动作。include 指令：例如。该指令在编译时引入指定的资源。在编译之前，带有 include 指令的页面和指定的资源被合并成一个文件。被引用的外部资源在编译时就确定，比运行时才确定资源更高效。include 动作：例如。该动作引入指定页面执行后生成的结果。由于它在运行时完成，因此对输出结果的控制更加灵活。但时，只有当被引用的内容频繁地改变时，或者在对主页面的请求没有出现之前，被引用的页面无法确定时，使用 include动作才合算。2.4

11、2.42.42.4 在部署描述器中设置只读属性在部署描述器中设置只读属性实体 Bean 的部署描述器允许把所有 get 方法设置成“只读”。当某个事务单元的工作只包含执行读取操作的方法时，设置只读属性有利于提高性能，因为容器不必再执行存储操作。2.52.52.52.5 缓冲对缓冲对 EJBEJBEJBEJB HomeHomeHomeHome 的访问的访问EJB Home 接口通过 JNDI 名称查找获得。这个操作需要相当可观的开销。JNDI 查找最好放入 Servlet 的 init()方法里面。如果应用中多处频繁地出现 EJB访问，最好创建一个EJBHomeCache类。EJBHomeCac

12、he类一般应该作为 singleton 实现。2.62.62.62.6 为为 EJBEJBEJBEJB 实现本地接口实现本地接口本地接口是 EJB 2.0规范新增的内容，它使得 Bean 能够避免远程调用的开销。请考虑下面的代码。PayBeanHome home=(PayBeanHome)javax.rmi.PortableRemoteObject.narrow(ctx.lookup(PayBeanHome),PayBeanHome.class);PayBean bean=(PayBean)javax.rmi.PortableRemoteObject.narrow(home.create(),

13、PayBean.class);第一个语句表示我们要寻找 Bean 的 Home 接口。这个查找通过 JNDI 进行，它是一个RMI 调用。然后，我们定位远程对象，返回代理引用，这也是一个 RMI 调用。第二个语句示范了如何创建一个实例，涉及了创建 IIOP 请求并在网络上传输请求的 stub 程序，它也是一个 RMI 调用。要实现本地接口，我们必须作如下修改：方法不能再抛出 java.rmi.RemoteException 异常，包括从 RemoteException 派生的异常，比如 TransactionRequiredException、TransactionRolledBackExce

14、ption 和NoSuchObjectException。EJB 提供了等价的本地异常，如 TransactionRequiredLocalException、TransactionRolledBackLocalException 和 NoSuchObjectLocalException。所有数据和返回值都通过引用的方式传递，而不是传递值。本地接口必须在 EJB 部署的机器上使用。简而言之，客户程序和提供服务的组件必须在同一个 JVM 上运行。如果 Bean 实现了本地接口，则其引用不可串行化。请参见用本地引用提高 EJB 访问效率。2.72.72.72.7 生成主键生成主键在 EJB 之内生

15、成主键有许多途径，下面分析了几种常见的办法以及它们的特点。利用数据库内建的标识机制（SQLServer 的 IDENTITY 或 Oracle 的 SEQUENCE）。这种方法的缺点是 EJB 可移植性差。由实体 Bean 自己计算主键值（比如做增量操作）。它的缺点是要求事务可串行化，而且速度也较慢。利用 NTP 之类的时钟服务。这要求有面向特定平台的本地代码，从而把 Bean 固定到了特定的 OS 之上。另外，它还导致了这样一种可能，即在多 CPU 的服务器上，同一个毫秒之内生成了两个主键。借鉴 Microsoft 的思路，在 Bean 中创建一个 GUID。然而，如果不求助于 JNI，Ja

16、va 不能确定网卡的 MAC 地址；如果使用 JNI，则程序就要依赖于特定的 OS。还有其他几种办法，但这些办法同样都有各自的局限。似乎只有一个答案比较理想：结合运用 RMI 和 JNDI。先通过 RMI 注册把 RMI 远程对象绑定到 JNDI 树。客户程序通过 JNDI进行查找。下面是一个例子：public class keyGenerator extends UnicastRemoteObject implements Remote private static long KeyValue=System.currentTimeMillis();public static synchron

17、ized long getKey()throws RemoteException return KeyValue+;2.82.82.82.8 及时清除不再需要的会话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会话时，如果内存容量不足，操作系统会把部分内存数据转移到磁盘，应用服务器也可能根据“最近最频繁使用”（Most Recently Used）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”异常。在大规模系统中，串行化会话的代价是很昂贵的。当会话不再需要时，应当及时调用 HttpSession.inva

18、lidate()方法清除会话。HttpSession.invalidate()方法通常可以在应用的退出页面调用。2.92.92.92.9 在在 JSPJSPJSPJSP 页面中关闭无用的会话页面中关闭无用的会话对于那些无需跟踪会话状态的页面，关闭自动创建的会话可以节省一些资源。使用如下page 指令：2.102.102.102.10ServletServletServletServlet与内存使用与内存使用许多开发者随意地把大量信息保存到用户会话之中。一些时候，保存在会话中的对象没有及时地被垃圾回收机制回收。从性能上看，典型的症状是用户感到系统周期性地变慢，却又不能把原因归于任何一个具体的组件

19、。如果监视 JVM 的堆空间，它的表现是内存占用不正常地大起大落。解决这类内存问题主要有二种办法。第一种办法是，在所有作用范围为会话的 Bean 中实现 HttpSessionBindingListener 接口。这样，只要实现 valueUnbound()方法，就可以显式地释放 Bean 使用的资源。另外一种办法就是尽快地把会话作废。大多数应用服务器都有设置会话作废间隔时间的选项。另外，也可以用编程的方式调用会话的 setMaxInactiveInterval()方法，该方法用来设定在作废会话之前，Servlet 容器允许的客户请求的最大间隔时间，以秒计。2.112.112.112.11HT

20、TPHTTPHTTPHTTP Keep-AliveKeep-AliveKeep-AliveKeep-AliveKeep-Alive 功能使客户端到服务器端的连接持续有效，当出现对服务器的后继请求时，Keep-Alive 功能避免了建立或者重新建立连接。市场上的大部分 Web 服务器，包括 iPlanet、IIS 和 Apache，都支持 HTTPKeep-Alive。对于提供静态内容的网站来说，这个功能通常很有用。但是，对于负担较重的网站来说，这里存在另外一个问题：虽然为客户保留打开的连接有一定的好处，但它同样影响了性能，因为在处理暂停期间，本来可以释放的资源仍旧被占用。当 Web 服务器和应

21、用服务器在同一台机器上运行时，Keep-Alive 功能对资源利用的影响尤其突出。2.122.122.122.12JDBCJDBCJDBCJDBC 与与 UnicodeUnicodeUnicodeUnicode想必你已经了解一些使用 JDBC 时提高性能的措施，比如利用连接池、正确地选择存储过程和直接执行的 SQL、从结果集删除多余的列、预先编译 SQL 语句，等等。除了这些显而易见的选择之外，另一个提高性能的好选择可能就是把所有的字符数据都保存为 Unicode（代码页13488）。Java以 Unicode 形式处理所有数据，因此，数据库驱动程序不必再执行转换过程。但应该记住：如果采用这种

22、方式，数据库会变得更大，因为每个Unicode字符需要2个字节存储空间。另外，如果有其他非 Unicode的程序访问数据库，性能问题仍旧会出现，因为这时数据库驱动程序仍旧必须执行转换过程。2.132.132.132.13JDBCJDBCJDBCJDBC 与与 I/OI/OI/OI/O如果应用程序需要访问一个规模很大的数据集，则应当考虑使用块提取方式。默认情况下，JDBC 每次提取32行数据。举例来说，假设我们要遍历一个5000 行的记录集，JDBC 必须调用数据库157次才能提取到全部数据。如果把块大小改成512，则调用数据库的次数将减少到10次。在一些情形下这种技术无效。例如，如果使用可滚动

23、的记录集，或者在查询中指定了FOR UPDATE，则块操作方式不再有效。2.142.142.142.14 内存数据库内存数据库许多应用需要以用户为单位在会话对象中保存相当数量的数据，典型的应用如购物篮和目录等。由于这类数据可以按照行/列的形式组织，因此，许多应用创建了庞大的 Vector 或HashMap。在会话中保存这类数据极大地限制了应用的可伸缩性，因为服务器拥有的内存至少必须达到每个会话占用的内存数量乘以并发用户最大数量，它不仅使服务器价格昂贵，而且垃圾收集的时间间隔也可能延长到难以忍受的程度。一些人把购物篮/目录功能转移到数据库层，在一定程度上提高了可伸缩性。然而，把这部分功能放到数据

24、库层也存在问题，且问题的根源与大多数关系数据库系统的体系结构有关。对于关系数据库来说，运行时的重要原则之一是确保所有的写入操作稳定、可靠，因而，所有的性能问题都与物理上把数据写入磁盘的能力有关。关系数据库力图减少 I/O 操作，特别是对于读操作，但实现该目标的主要途径只是执行一套实现缓冲机制的复杂算法，而这正是数据库层第一号性能瓶颈通常总是 CPU 的主要原因。一种替代传统关系数据库的方案是，使用在内存中运行的数据库（In-memory Database），例如 TimesTen。内存数据库的出发点是允许数据临时地写入，但这些数据不必永久地保存到磁盘上，所有的操作都在内存中进行。这样，内存数据库不需要复杂的算法来减少 I/O 操作，而且可以采用比较简单的加锁机制，因而速度很快。