Java性能優化的五大技巧

　　要對你的 java 代碼進行優化，需要理解 java 不同要素之間的相互作用，以及它是如何與其運行時的操作系統進行交互的。使用下面這五個技巧和資源，開始學習如何分析和優化你的代碼吧。

　　在我們開始之前, 你也許會擔心許可的問題. Java 為 Oracle 公司所有，遵循 Oracle 的 BCL 許可，該許可證不是一個免費/開源許可證。即便如此， 仍然有許多開源項目由 Oracle 公司的 Java 開發。 OpenJDK 是 java 平臺自由軟件的實現，遵循 GPL v2 許可。 (更多信息請參見維基百科 Free Java implementations。)

　　讓我們開始吧

　　性能優化取決于多個因素，包括垃圾收集、虛擬機和底層操作系統(OS)設置。有多個工具可供開發人員進行分析和優化時使用，你可以通過閱讀 Java Tools for Source Code Optimization and Analysis 來學習和使用它們。如果你正苦苦掙扎于術語和 Java 的原理，可以先去查看 Livecoding Java category page，上面有直播，存檔的視頻，以及一些其他有用的信息。

　　“視情況而定”

　　必須要明白的是，沒有兩個應用程序可以使用相同的優化方式，也沒有完美的優化 java 應用程序的參考路徑。使用最佳實踐并且堅持采用適當的方式處理性能優化。想要達到真正最高的性能優化，你作為一個 Java 開發人員，需要對 Java 虛擬機(JVM)和底層操作系統有正確的理解：

　　JVM 和底層操作系統：Java 虛擬機是任何 Java 程序的家。閱讀 JVM internals guide 了解更多有關于 JVM 內部和操作系統差異的內容。

　　JVM 分布模型：Java 分布模型為您的應用程序處理多個JVM實例。分布模型提高了應用程序的性能，因為它獲得更多的資源來工作。你可以用兩種方法繼續優化。第一種方法是在一個堆大小為2GB或8GB的單服務器運行多個 JVM。第二種方法是在多個服務器上運行單個 JVM。正確方法的選擇取決于多個因素，包括可用性和響應性。

　　JVM 體系結構：選擇正確的 JVM 體系結構對于性能來說是很重要的。你可以選擇 64 位或者 32 位的 JVM 機器。 一般來說，32 位 JVM 的性能比它對應的 64 位 JVM 要好。 只有當你需要的堆大小大于 3 GB 時，才選擇 64 位的 JVM。

　　清楚了性能優化和其要素,現在我們可以專注于那些可以優化你的Java應用的技巧.

　　1. 調整垃圾收集(GC)

　　由于垃圾收集的復雜性,很難發現你的應用的準確性能.不過,如果你真的想優化你的應用,你應該相應地處理垃圾收集.通用的準則是調整GC設置并同時執行性能分析.

　　一旦你對結果感到滿意,你可以停止該過程并尋求其他優化方式.確保除了在平均事務處理時間之外,你還留心了異常值.這些異常值是造成Java應用緩慢的真正的罪魁禍首并且很難找到.

　　此外,你要明白應用運行期間性能下降的效應.在每單個cpu時鐘內的緩慢操作是可以忽略的,但在每單個數據庫事務中的緩慢操作則是非常昂貴的消耗.但是你應該根據性能短板選擇你的優化策略,并應該根據工作負載來優化應用.

　　2. 正確地選擇適合你的GC算法

　　讓我們更深入地探討GC優化.畢竟,GC優化是要處理的整個優化問題中最基本的.目前,Java中有四種供你選擇的垃圾收集算法.每種算法滿足不同的需求,因此你要選擇(適合你的需求的).很多開發人員正是因為不了解GC算法而未能優化他們的應用.

　　這四個算法分別是串行回收器,并行/吞吐量回收器,CMS回收器和G1回收器.想要了解更多關于每種垃圾收集器的信息及它們是如何工作的,請查看這篇來自Takipi博客的非常棒的文章Garbage Collectors—Serial vs. Parallel vs. CMS vs. G1. 這篇文章同時還討論了Java8對GC算法的影響及其他細節上的改變.

　　讓我們再回到GC算法上,根據Understanding Java Garbage Collection這篇文章所述,并發標記和清除GC(即"CMS")算法才是適合網絡服務端應用的最佳算法.并行GC算法適合那些內部可預測的應用.

　　G1和CMS是并發操作的理想選擇,但仍然會引起(應用)頻繁停頓.實際的選擇取決于你如何取舍.舉例來說,盡管選擇并行算法會帶來更長的GC停頓時間,但相較于其他GC算法,選擇并行算法仍是一個好主意.

　　3.Java 堆

　　Java內存堆在迎合內存需求方面擔任了至關重要角色.通常更好的做法是初始時分配最小的堆,然后通過持續的測試不斷增加它的大小.大多數時候優化問題都可以通過增加堆的大小解決,但如果存在大量的GC開銷,則該解決方案不起作用.

　　GC開銷還會使吞吐量急劇下降,進而使得應用難以形容的慢.此外,及早調整GC可以幫助你避免堆大小分配的問題.開始的時候,你可以選擇任何1GB到8GB的堆大小.當你選擇正確的堆大小,老生代和新生代對象的概念也就不需要了.

　　總而言之,堆大小應該取決于老生代和新生代對象的比率,之前的GC優化和對象集合(即所有對象占用的內存大小).

　　4. 關鍵應用優化

　　關鍵代碼優化是優化你的Java應用最好的方式.如果你的應用對GC和堆優化沒有反應,那么最好是做架構改進并關注于你的應用是如何處理信息的.使用聰明的算法并管理好對象就能解決大量的問題,包括內存碎片,堆大小問題和垃圾收集的問題.

　　5.使用最優的函數

　　Java提供了多個函數來提升算法效率.如果你使用StringBuilder代替簡單的String,你可以得到微乎其微的性能提升.不過,我們還有其他方式在代碼層面進行優化.讓我們看看下面這些優化方法.

　　使用StringBuilder代替+操作符.

　　避免使用iterator().

　　多使用棧帶來的好處.

　　避免使用正則表達式,使用Apache Commons Lang作為代替.

　　遠離遞歸.遞歸會占用大量資源!

　　.查看更多關于代碼的優化Top 10 Easy Performance. Optimisations in Java.

　　結論

　　java的性能優化可是一個大課題， 藉著這片文章拋磚引玉。如果您認為文章還需要添加補充，別忘了在下面的評論中分享您的觀點。

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