漫談Java程序的性能優化

2019-11-18 15:42:00

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

　　java使得復雜應用的開發變得相對簡單，毫無疑問，它的這種易用性對Java的大范圍流行功不可沒。然而，這種易用性實際上是一把雙刃劍。一個設計良好的Java程序，性能表現往往不如一個同樣設計良好的C++程序。

在Java程序中，性能問題的大部分原因并不在于Java語言，而是在于程序本身。養成好的代碼編寫習慣非常重要，比如正確地、巧妙地運用java.lang.String類和java.util.Vector類，它能夠顯著地提高程序的性能。下面我們就來具體地分析一下這方面的問題。

　　在java中，使用最頻繁、同時也是濫用最多的一個類或許就是java.lang.String，它也是導致代碼性能低下最主要的原因之一。請考慮下面這個例子：

　　String s1 = "Testing String";
　　String s2 = "Concatenation Performance";
　　String s3 = s1 + " " + s2;
　　幾乎所有的Java程序員都知道上面的代碼效率不高。那么，我們應該怎么辦呢？也許可以試試下面這種代碼：

　　StringBuffer s = new StringBuffer();
　　s.append("Testing String");
　　s.append(" ");
　　s.append("Concatenation Performance");
　　String s3 = s.toString();
　　這些代碼會比第一個代碼片段效率更高嗎？答案是否定的。這里的代碼實際上正是編譯器編譯第一個代碼片段之后的結果。既然與使用多個獨立的String對象相比，StringBuffer并沒有使代碼有任何效率上的提高，那為什么有那么多的Java書籍批評第一種方法、推薦使用第二種方法？

　　第二個代碼片段用到了StringBuffer類（編譯器在第一個片段中也將使用StringBuffer類），我們來分析一下StringBuffer類的默認構造函數，下面是它的代碼：

　　public StringBuffer() { this(16); }
　　默認構造函數預設了16個字符的緩存容量。現在我們再來看看StringBuffer類的append()方法：

　　public synchronized StringBuffer append(String str) {
　　if (str == null) {
　　str = String.valueOf(str);
　　}
　　int len = str.length();
　　int newcount = count + len;
　　if (newcount >value.length) eXPandCapacity(newcount);
　　str.getChars(0, len, value, count);
　　count = newcount; return this;
　　}
　　append()方法首先計算字符串追加完成后的總長度，假如這個總長度大于StringBuffer的存儲能力，append()方法調用私有的expandCapacity()方法。expandCapacity()方法在每次被調用時使StringBuffer存儲能力加倍，并把現有的字符數組內容復制到新的存儲空間。

　　在第二個代碼片段中（以及在第一個代碼片段的編譯結果中），由于字符串追加操作的最后結果是“Testing String Concatenation Performance”，它有40個字符，StringBuffer的存儲能力必須擴展兩次，從而導致了兩次代價昂貴的復制操作。因此，我們至少有一點可以做得比編譯器更好，這就是分配一個初始存儲容量大于或者等于40個字符的StringBuffer，如下所示：

　　StringBuffer s = new StringBuffer(45);
　　s.append("Testing String");
　　s.append(" ");
　　s.append("Concatenation Performance");
　　String s3 = s.toString();
　　再考慮下面這個例子：

　　String s = "";
　　int sum = 0;
　　for(int I=1; I<10; I++) {
　　sum += I;
　　s = s + "+" +I ;
　　}
　　s = s + "=" + sum;
　　分析一下為何前面的代碼比下面的代碼效率低：

　　StringBuffer sb = new StringBuffer();
　　int sum = 0;
　　for(int I=1;
　　I<10; I++){
　　sum + = I;
　　sb.append(I).append("+");
　　}
　　String s = sb.append("=").append(sum).toString();
　　原因就在于每個s = s + "+" + I操作都要創建并拆除一個StringBuffer對象以及一個String對象。這完全是一種浪費，而在第二個例子中我們避免了這種情況。
　　我們再來看看另外一個常用的Java類??java.util.Vector。簡單地說，一個Vector就是一個java.lang.Object實例的數組。Vector與數組相似，它的元素可以通過整數形式的索引訪問。但是，Vector類型的對象在創建之后，對象的大小能夠根據元素的增加或者刪除而擴展、縮小。

上一篇：J2ME游戲開發中的地圖設計與繪制

下一篇：Java初學者都必須理解的六大問題