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用了这18种方案,接口性能从11.3s降为170ms!

作者:架构师成长历程 时间:2024-01-09 15:05:04 阅读数:222 人阅读
之前工作中,遇到一个504超时问题。原因是因为接口耗时过长,超过nginx配置的10秒。然后 真枪实弹搞了一次接口性能优化,最后接口从11.3s降为170ms。本文将跟小伙伴们分享接口优化的一些通用方案。


1. 批量思想:批量操作数据库

优化前:

//for循环单笔入库
for(TransDetail detail:transDetailList){
  insert(detail);  
}

优化后:

batchInsert(transDetailList);

打个比喻:

打个比喻:假如你需要搬一万块砖到楼顶,你有一个电梯,电梯一次可以放适量的砖(最多放500), 你可以选择一次运送一块砖,也可以一次运送500,你觉得哪种方式更方便,时间消耗更少?

2. 异步思想:耗时操作,考虑放到异步执行

耗时操作,考虑用异步处理,这样可以降低接口耗时。

假设一个转账接口,匹配联行号,是同步执行的,但是它的操作耗时有点长,优化前的流程:


为了降低接口耗时,更快返回,你可以把匹配联行号移到异步处理,优化后:


  • 除了转账这个例子,日常工作中还有很多这种例子。比如:用户注册成功后,短信邮件通知,也是可以异步处理的~
  • 至于异步的实现方式,你可以用线程池,也可以用消息队列实现
3. 空间换时间思想:恰当使用缓存。

在适当的业务场景,恰当地使用缓存,是可以大大提高接口性能的。缓存其实就是一种空间换时间的思想,就是你把要查的数据,提前放好到缓存里面,需要时,直接查缓存,而避免去查数据库或者计算的过程

这里的缓存包括:Redis缓存,JVM本地缓存,memcached,或者Map等等。我举个我工作中,一次使用缓存优化的设计吧,比较简单,但是思路很有借鉴的意义。

那是一次转账接口的优化,老代码,每次转账,都会根据客户账号,查询数据库,计算匹配联行号。


因为每次都查数据库,都计算匹配,比较耗时,所以使用缓存,优化后流程如下:


4. 预取思想:提前初始化到缓存

预取思想很容易理解,就是提前把要计算查询的数据,初始化到缓存。如果你在未来某个时间需要用到某个经过复杂计算的数据,才实时去计算的话,可能耗时比较大。这时候,我们可以采取预取思想,提前把将来可能需要的数据计算好,放到缓存中,等需要的时候,去缓存取就行。这将大幅度提高接口性能。

我记得以前在第一个公司做视频直播的时候,看到我们的直播列表就是用到这种优化方案。就是启动个任务,提前把直播用户、积分等相关信息,初始化到缓存

5. 池化思想:预分配与循环使用

大家应该都记得,我们为什么需要使用线程池

线程池可以帮我们管理线程,避免增加创建线程和销毁线程的资源损耗。

如果你每次需要用到线程,都去创建,就会有增加一定的耗时,而线程池可以重复利用线程,避免不必要的耗时。 池化技术不仅仅指线程池,很多场景都有池化思想的体现,它的本质就是预分配与循环使用

比如TCP三次握手,大家都很熟悉吧,它为了减少性能损耗,引入了Keep-Alive长连接,避免频繁的创建和销毁连接。当然,类似的例子还有很多,如数据库连接池、HttpClient连接池。

我们写代码的过程中,学会池化思想,最直接相关的就是使用线程池而不是去new一个线程。

6. 事件回调思想:拒绝阻塞等待。

如果你调用一个系统B的接口,但是它处理业务逻辑,耗时需要10s甚至更多。然后你是一直阻塞等待,直到系统B的下游接口返回,再继续你的下一步操作吗?这样显然不合理

我们参考IO多路复用模型。即我们不用阻塞等待系统B的接口,而是先去做别的操作。等系统B的接口处理完,通过事件回调通知,我们接口收到通知再进行对应的业务操作即可。

如果大家忘记了IO模型,可以复习一下我的文章:看一遍就理解:IO模型详解

7. 远程调用由串行改为并行

假设我们设计一个APP首页的接口,它需要查用户信息、需要查banner信息、需要查弹窗信息等等。如果是串行一个一个查,比如查用户信息200ms,查banner信息100ms、查弹窗信息50ms,那一共就耗时350ms了,如果还查其他信息,那耗时就更大了。


其实我们可以改为并行调用,即查用户信息、查banner信息、查弹窗信息,可以同时并行发起


最后接口耗时将大大降低。有些小伙伴说,不知道如何使用并行优化接口?

我之前写过一篇文章并行优化接口的文章,保姆级别的!大家可以看一下,看完会有用的:后端思维篇,手把手教你写一个并行调用模板

8. 锁粒度避免过粗

在高并发场景,为了防止超卖等情况,我们经常需要加锁来保护共享资源。但是,如果加锁的粒度过粗,是很影响接口性能的。

什么是加锁粒度呢?

其实就是就是你要锁住的范围是多大。比如你在家上卫生间,你只要锁住卫生间就可以了吧,不需要将整个家都锁起来不让家人进门吧,卫生间就是你的加锁粒度。

不管你是synchronized加锁还是redis分布式锁,只需要在共享临界资源加锁即可,不涉及共享资源的,就不必要加锁。这就好像你上卫生间,不用把整个家都锁住,锁住卫生间门就可以了。

比如,在业务代码中,有一个ArrayList因为涉及到多线程操作,所以需要加锁操作,假设刚好又有一段比较耗时的操作(代码中的slowNotShare方法)不涉及线程安全问题。反例加锁,就是一锅端,全锁住:

//不涉及共享资源的慢方法
private void slowNotShare() {
    try {
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
    }
}

//错误的加锁方法
public int wrong() {
    long beginTime = System.currentTimeMillis();
    IntStream.rangeClosed(1, 10000).parallel().forEach(i -> {
        //加锁粒度太粗了,slowNotShare其实不涉及共享资源
        synchronized (this) {
            slowNotShare();
            data.add(i);
        }
    });
    log.info("cosume time:{}", System.currentTimeMillis() - beginTime);
    return data.size();
}

正例:

public int right() {
    long beginTime = System.currentTimeMillis();
    IntStream.rangeClosed(1, 10000).parallel().forEach(i -> {
        slowNotShare();//可以不加锁
        //只对List这部分加锁
        synchronized (data) {
            data.add(i);
        }
    });
    log.info("cosume time:{}", System.currentTimeMillis() - beginTime);
    return data.size();
}
9. 切换存储方式:文件中转暂存数据

如果数据太大,落地数据库实在是慢的话,就可以考虑先用文件的方式暂存。先保存文件,再异步下载文件,慢慢保存到数据库

这里可能会有点抽象,给大家分享一个,我之前的一个真实的优化案例吧。

之前开发了一个转账接口。如果是并发开启,10个并发度,每个批次1000笔转账明细数据,数据库插入会特别耗时,大概6秒左右;这个跟我们公司的数据库同步机制有关,并发情况下,因为优先保证同步,所以并行的插入变成串行啦,就很耗时。

优化前,1000笔明细转账数据,先落地DB数据库,返回处理中给用户,再异步转账。如图:


记得当时压测的时候,高并发情况,这1000笔明细入库,耗时都比较大。所以我转换了一下思路,把批量的明细转账记录保存的文件服务器,然后记录一笔转账总记录到数据库即可。接着异步再把明细下载下来,进行转账和明细入库。最后优化后,性能提升了十几倍

优化后,流程图如下:


如果你的接口耗时瓶颈就在数据库插入操作这里,用来批量操作等,还是效果还不理想,就可以考虑用文件或者MQ等暂存。有时候批量数据放到文件,会比插入数据库效率更高。

10. 索引

提到接口优化,很多小伙伴都会想到添加索引。没错,添加索引是成本最小的优化,而且一般优化效果都很不错。

索引优化这块的话,一般从这几个维度去思考:

  • 你的SQL加索引了没?
  • 你的索引是否真的生效?
  • 你的索引建立是否合理?
10.1 SQL没加索引

我们开发的时候,容易疏忽而忘记给SQL添加索引。所以我们在写完SQL的时候,就顺手查看一下 explain执行计划。

explain select * from user_info where userId like '%123';

你也可以通过命令show create table ,整张表的索引情况。

show create table user_info;

如果某个表忘记添加某个索引,可以通过alter table add index命令添加索引

alter table user_info add index idx_name (name);

一般就是:SQL的where条件的字段,或者是order by 、group by后面的字段需需要添加索引。

10.2 索引不生效

有时候,即使你添加了索引,但是索引会失效的。田螺哥整理了索引失效的常见原因


10.3 索引设计不合理

我们的索引不是越多越好,需要合理设计。比如:

  • 删除冗余和重复索引。
  • 索引一般不能超过5个
  • 索引不适合建在有大量重复数据的字段上、如性别字段
  • 适当使用覆盖索引
  • 如果需要使用force index强制走某个索引,那就需要思考你的索引设计是否真的合理了
11. 优化SQL

处了索引优化,其实SQL还有很多其他有优化的空间。比如这些:


更详细的内容,大家可以看我之前的这两篇文章哈:

  • 盘点MySQL慢查询的12个原因
  • 后端程序员必备:书写高质量SQL的30条建议
12.避免大事务问题

为了保证数据库数据的一致性,在涉及到多个数据库修改操作时,我们经常需要用到事务。而使用spring声明式事务,又非常简单,只需要用一个注解就行@Transactional,如下面的例子:

@Transactional
public int createUser(User user){
    //保存用户信息
    userDao.save(user);
    passCertDao.updateFlag(user.getPassId());
    return user.getUserId();
}

这块代码主要逻辑就是创建个用户,然后更新一个通行证pass的标记。如果现在新增一个需求,创建完用户,调用远程接口发送一个email消息通知,很多小伙伴会这么写:

@Transactional
public int createUser(User user){
    //保存用户信息
    userDao.save(user);
    passCertDao.updateFlag(user.getPassId());
    sendEmailRpc(user.getEmail());
    return user.getUserId();
}

这样实现可能会有坑,事务中嵌套RPC远程调用,即事务嵌套了一些非DB操作。如果这些非DB操作耗时比较大的话,可能会出现大事务问题

所谓大事务问题就是,就是运行时间长的事务。由于事务一致不提交,就会导致数据库连接被占用,即并发场景下,数据库连接池被占满,影响到别的请求访问数据库,影响别的接口性能

大事务引发的问题主要有:接口超时、死锁、主从延迟等等。因此,为了优化接口,我们要规避大事务问题。我们可以通过这些方案来规避大事务:

  • RPC远程调用不要放到事务里面
  • 一些查询相关的操作,尽量放到事务之外
  • 事务中避免处理太多数据
13. 深分页问题

在以前公司分析过几个接口耗时长的问题,最终结论都是因为深分页问题

深分页问题,为什么会慢?我们看下这个SQL

select id,name,balance from account where create_time> '2020-09-19' limit 100000,10;

limit 100000,10意味着会扫描100010行,丢弃掉前100000行,最后返回10行。即使create_time,也会回表很多次。

我们可以通过标签记录法和延迟关联法来优化深分页问题。

13.1 标签记录法

就是标记一下上次查询到哪一条了,下次再来查的时候,从该条开始往下扫描。就好像看书一样,上次看到哪里了,你就折叠一下或者夹个书签,下次来看的时候,直接就翻到啦。

假设上一次记录到100000,则SQL可以修改为:

select id,name,balance FROM account where id > 100000 limit 10;

这样的话,后面无论翻多少页,性能都会不错的,因为命中了id主键索引。但是这种方式有局限性:需要一种类似连续自增的字段。

13.2 延迟关联法

延迟关联法,就是把条件转移到主键索引树,然后减少回表。优化后的SQL如下:

select acct1.id,acct1.name,acct1.balance FROM account acct1 INNER JOIN (SELECT a.id FROM account a WHERE a.create_time > '2020-09-19' limit 100000, 10) AS acct2 on acct1.id= acct2.id;

优化思路就是,先通过idx_create_time二级索引树查询到满足条件的主键ID,再与原表通过主键ID内连接,这样后面直接走了主键索引了,同时也减少了回表。

14. 优化程序结构

优化程序逻辑、程序代码,是可以节省耗时的。比如,你的程序创建多不必要的对象、或者程序逻辑混乱,多次重复查数据库、又或者你的实现逻辑算法不是最高效的,等等。

我举个简单的例子:复杂的逻辑条件,有时候调整一下顺序,就能让你的程序更加高效。

假设业务需求是这样:如果用户是会员,第一次登陆时,需要发一条感谢短信。如果没有经过思考,代码直接这样写了

if(isUserVip && isFirstLogin){
    sendSmsMsg();
}

假设有5个请求过来,isUserVip判断通过的有3个请求,isFirstLogin通过的只有1个请求。 那么以上代码,isUserVip执行的次数为5次,isFirstLogin执行的次数也是3次,如下:


如果调整一下isUserVip和isFirstLogin的顺序:

if(isFirstLogin && isUserVip ){
    sendMsg();
}

isFirstLogin执行的次数是5次,isUserVip执行的次数是1次:


酱紫程序是不是变得更高效了呢?

15. 压缩传输内容

压缩传输内容,传输报文变得更小,因此传输会更快啦。10M带宽,传输10k的报文,一般比传输1M的会快呀。

打个比喻,一匹千里马,它驮着100斤的货跑得快,还是驮着10斤的货物跑得快呢?

再举个视频网站的例子:

如果不对视频做任何压缩编码,因为带宽又是有限的。巨大的数据量在网络传输的耗时会比编码压缩后,慢好多倍

16. 海量数据处理,考虑NoSQL

之前看过几个慢SQL,都是跟深分页问题有关的。发现用来标签记录法和延迟关联法,效果不是很明显,原因是要统计和模糊搜索,并且统计的数据是真的大。最后跟组长对齐方案,就把数据同步到Elasticsearch,然后这些模糊搜索需求,都走Elasticsearch去查询了。

我想表达的就是,如果数据量过大,一定要用关系型数据库存储的话,就可以分库分表。但是有时候,我们也可以使用NoSQL,如Elasticsearch、Hbase等。

17. 线程池设计要合理

我们使用线程池,就是让任务并行处理,更高效地完成任务。但是有时候,如果线程池设计不合理,接口执行效率则不太理想。

一般我们需要关注线程池的这几个参数:核心线程、最大线程数量、阻塞队列

  • 如果核心线程过小,则达不到很好的并行效果。
  • 如果阻塞队列不合理,不仅仅是阻塞的问题,甚至可能会OOM
  • 如果线程池不区分业务隔离,有可能核心业务被边缘业务拖垮

大家可以看下我之前两篇有关于线程池的文章:

  • 细数线程池的10个坑
  • 面试必备:Java线程池解析
18.机器问题 (fullGC、线程打满、太多IO资源没关闭等等)。

有时候,我们的接口慢,就是机器处理问题。主要有fullGC、线程打满、太多IO资源没关闭等等。

  • 之前排查过一个fullGC问题: 运营小姐姐导出60多万的excel的时候,说卡死了,接着我们就收到监控告警。后面排查得出,我们老代码是Apache POI生成的excel,导出excel数据量很大时,当时JVM内存吃紧会直接Full GC了。
  • 如果线程打满了,也会导致接口都在等待了。所以。如果是高并发场景,我们需要接入限流,把多余的请求拒绝掉
  • 如果IO资源没关闭,也会导致耗时增加。这个大家可以看下,平时你的电脑一直打开很多很多文件,是不是会觉得很卡。
(三)Java性能优化的55个细节
1. 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:

第一,控制资源的使用,通过线程同步来控制资源的并发访问;

第二,控制实例的产生,以达到节约资源的目的;

第三,控制数据共享,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。

2. 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变量所引用,那么GC通常是不会回收这个对象所占有的内存,如

public class A{ 
   private static B b = new B(); 
}

此时静态变量b的生命周期与A类同步,如果A类不会卸载,那么b对象会常驻内存,直到程序终止。

3. 尽量避免过多过常的创建Java对象

尽量避免在经常调用的方法,循环中new对象,由于系统不仅要花费时间来创建对象,而且还要花时间对这些对象进行垃圾回收和处理,在我们可以控制的范围内,最大限度的重用对象,最好能用基本的数据类型或数组来替代对象。

4. 尽量使用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,为String类指定final防止了使用者覆盖length()方法。另外,如果一个类是final的,则该类所有方法都是final的。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%。

如:让访问实例内变量的getter/setter方法变成”final:

简单的getter/setter方法应该被置成final,这会告诉编译器,这个方法不会被重载,所以,可以变成”inlined”,例子:

class MAF { 
     public void setSize (int size) { 
          _size = size; 
     } 
     private int _size; 
}

更正

class DAF_fixed { 
     final public void setSize (int size) { 
          _size = size; 
     } 
     private int _size; 
}
5. 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,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。

6. 尽量处理好包装类型和基本类型两者的使用场所

虽然包装类型和基本类型在使用过程中是可以相互转换,但它们两者所产生的内存区域是完全不同的,基本类型数据产生和处理都在栈中处理,包装类型是对象,是在堆中产生实例。在集合类对象,有对象方面需要的处理适用包装类型,其他的处理提倡使用基本类型。

7. 慎用synchronized,尽量减小synchronize的方法

都知道,实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制。synchronize方法被调用时,直接会把当前对象锁 了,在方法执行完之前其他线程无法调用当前对象的其他方法。所以synchronize的方法尽量小,并且应尽量使用方法同步代替代码块同步。

9. 尽量不要使用finalize方法

实际上,将资源清理放在finalize方法中完成是非常不好的选择,由于GC的工作量很大,尤其是回收Young代内存时,大都会引起应用程序暂停,所以再选择使用finalize方法进行资源清理,会导致GC负担更大,程序运行效率更差。

10. 尽量使用基本数据类型代替对象

String str = "hello";

上面这种方式会创建一个“hello”字符串,而且JVM的字符缓存池还会缓存这个字符串;

String str = new String("hello");

此时程序除创建字符串外,str所引用的String对象底层还包含一个char[]数组,这个char[]数组依次存放了h,e,l,l,o

11. 多线程在未发生线程安全前提下应尽量使用HashMap、ArrayList

HashTable、Vector等使用了同步机制,降低了性能。

12. 尽量合理的创建HashMap

当你要创建一个比较大的hashMap时,充分利用这个构造函数

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor);

避免HashMap多次进行了hash重构,扩容是一件很耗费性能的事,在默认中initialCapacity只有16,而loadFactor是 0.75,需要多大的容量,你最好能准确的估计你所需要的最佳大小,同样的Hashtable,Vectors也是一样的道理。

13. 尽量减少对变量的重复计算

如:

for(int i=0;i<list.size();i++)

应该改为

for(int i=0,len=list.size();i<len;i++)

并且在循环中应该避免使用复杂的表达式,在循环中,循环条件会被反复计算,如果不使用复杂表达式,而使循环条件值不变的话,程序将会运行的更快。

14. 尽量避免不必要的创建

如:

A a = new A(); if(i==1){list.add(a);}

应该改为

if(i==1){

  A a = new A(); list.add(a);

}
15. 尽量在finally块中释放资源

程序中使用到的资源应当被释放,以避免资源泄漏。这最好在finally块中去做。不管程序执行的结果如何,finally块总是会执行的,以确保资源的正确关闭。

16. 尽量使用移位来代替'a/b'的操作

"/"是一个代价很高的操作,使用移位的操作将会更快和更有效

int num = a / 4; int num = a / 8;

应该改为

int num = a >> 2; int num = a >> 3;

但注意的是使用移位应添加注释,因为移位操作不直观,比较难理解

17.尽量使用移位来代替'a*b'的操作

同样的,对于'*'操作,使用移位的操作将会更快和更有效

int num = a * 4; int num = a * 8;

应该改为

int num = a << 2; int num = a << 3;
18. 尽量确定StringBuffer的容量

StringBuffer 的构造器会创建一个默认大小(通常是16)的字符数组。在使用中,如果超出这个大小,就会重新分配内存,创建一个更大的数组,并将原先的数组复制过来,再 丢弃旧的数组。在大多数情况下,你可以在创建 StringBuffer的时候指定大小,这样就避免了在容量不够的时候自动增长,以提高性能。

如:

StringBuffer buffer = new StringBuffer(1000);
19. 尽量早释放无用对象的引用

大部分时,方法局部引用变量所引用的对象 会随着方法结束而变成垃圾,因此,大部分时候程序无需将局部,引用变量显式设为null。

例如:

Java代码

Public void test(){ Object obj = new Object(); 

  …… 

  Obj=null; 

}

上面这个就没必要了,随着方法test()的执行完成,程序中obj引用变量的作用域就结束了。但是如果是改成下面:

Java代码

Public void test(){ Object obj = new Object(); 

  …… 

  Obj=null; //执行耗时,耗内存操作;或调用耗时,耗内存的方法 …… 

}

这时候就有必要将obj赋值为null,可以尽早的释放对Object对象的引用。

20. 尽量避免使用二维数组

二维数据占用的内存空间比一维数组多得多,大概10倍以上。

21. 尽量避免使用split

除非是必须的,否则应该避免使用split,split由于支持正则表达式,所以效率比较低,如果是频繁的几十,几百万的调用将会耗费大量资源,如果确实需要频繁的调用split,可以考虑使用apache的StringUtils.split(string,char),频繁split的可以缓存结果。

22. ArrayList & LinkedList

一个是线性表,一个是链表,一句话,随机查询尽量使用ArrayList,ArrayList优于LinkedList,LinkedList还要移动指针,添加删除的操作LinkedList优于ArrayList,ArrayList还要移动数据,不过这是理论性分析,事实未必如此,重要的是理解好2者得数据结构,对症下药。

23. 尽量使用System.arraycopy ()代替通过来循环复制数组

System.arraycopy() 要比通过循环来复制数组快的多

24. 尽量缓存经常使用的对象

尽可能将经常使用的对象进行缓存,可以使用数组,或HashMap的容器来进行缓存,但这种方式可能导致系统占用过多的缓存,性能下降,推荐可以使用一些第三方的开源工具,如EhCache,Oscache进行缓存,他们基本都实现了FIFO/FLU等缓存算法。

25. 尽量避免非常大的内存分配

有时候问题不是由当时的堆状态造成的,而是因为分配失败造成的。分配的内存块都必须是连续的,而随着堆越来越满,找到较大的连续块越来越困难。

26. 慎用异常

当创建一个异常时,需要收集一个栈跟踪(stack track),这个栈跟踪用于描述异常是在何处创建的。构建这些栈跟踪时需要为运行时栈做一份快照,正是这一部分开销很大。当需要创建一个 Exception 时,JVM 不得不说:先别动,我想就您现在的样子存一份快照,所以暂时停止入栈和出栈操作。栈跟踪不只包含运行时栈中的一两个元素,而是包含这个栈中的每一个元素。

如果您创建一个 Exception ,就得付出代价。好在捕获异常开销不大,因此可以使用 try-catch 将核心内容包起来。从技术上讲,您甚至可以随意地抛出异常,而不用花费很大的代价。招致性能损失的并不是 throw 操作——尽管在没有预先创建异常的情况下就抛出异常是有点不寻常。真正要花代价的是创建异常。幸运的是,好的编程习惯已教会我们,不应该不管三七二十一就抛出异常。异常是为异常的情况而设计的,使用时也应该牢记这一原则。

27. 尽量重用对象

特别是String对象的使用中,出现字符串连接情况时应使用StringBuffer代替,由于系统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。

28. 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关键字创建一个对象时,构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用。这里有个注意,给成员变量设置初始值但需要调用其他方法的时候,最好放在一个方法比如initXXX()中,因为直接调用某方法赋值可能会因为类尚未初始化而抛空指针异常,如:public int state = this.getState();

29. 在java+Oracle的应用系统开发中,java中内嵌的SQL语言应尽量使用大写形式,以减少Oracle解析器的解析负担。
30. 在java编程过程中,进行数据库连接,I/O流操作,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。
31. 过分的创建对象会消耗系统的大量内存,严重时,会导致内存泄漏,因此,保证过期的对象的及时回收具有重要意义。JVM的GC并非十分智能,因此建议在对象使用完毕后,手动设置成null。
32. 在使用同步机制时,应尽量使用方法同步代替代码块同步**。**
33. 不要在循环中使用Try/Catch语句,应把Try/Catch放在循环最外层

Error是获取系统错误的类,或者说是虚拟机错误的类。不是所有的错误Exception都能获取到的,虚拟机报错Exception就获取不到,必须用Error获取。

34. 通过StringBuffer的构造函数来设定他的初始化容量,可以明显提升性能

StringBuffer的默认容量为16,当StringBuffer的容量达到最大容量时,她会将自身容量增加到当前的2倍+2,也就是2*n+2。无论何时,只要StringBuffer到达她的最大容量,她就不得不创建一个新的对象数组,然后复制旧的对象数组,这会浪费很多时间。所以给StringBuffer设置一个合理的初始化容量值,是很有必要的!

35. 合理使用java.util.Vector

Vector与StringBuffer类似,每次扩展容量时,所有现有元素都要赋值到新的存储空间中。Vector的默认存储能力为10个元素,扩容加倍。vector.add(index,obj) 这个方法可以将元素obj插入到index位置,但index以及之后的元素依次都要向下移动一个位置(将其索引加 1)。除非必要,否则对性能不利。同样规则适用于remove(int index)方法,移除此向量中指定位置的元素。将所有后续元素左移(将其索引减 1)。返回此向量中移除的元素。所以删除vector最后一个元素要比删除第1个元素开销低很多。删除所有元素最好用removeAllElements()方法。如果要删除vector里的一个元素可以使用 vector.remove(obj);而不必自己检索元素位置,再删除,如int index = indexOf(obj);vector.remove(index);

38. 不用new关键字创建对象的实例

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,我们可以调用她的clone()方法。clone()方法不会调用任何类构造函数。下面是Factory模式的一个典型实现:

public static Credit getNewCredit() 
{ 
    return new Credit(); 
} 

改进后的代码使用clone()方法:

private static Credit BaseCredit = new Credit(); 
public static Credit getNewCredit() 
{ 
    return (Credit)BaseCredit.clone(); 
}
39. 不要将数组声明为:public static final
40. HaspMap的遍历:
Map<String, String[]> paraMap = new HashMap<String, String[]>(); 
for( Entry<String, String[]> entry : paraMap.entrySet() ) 
{ 
    String appFieldDefId = entry.getKey(); 
    String[] values = entry.getValue(); 
}

利用散列值取出相应的Entry做比较得到结果,取得entry的值之后直接取key和value。

41. array(数组)和ArrayList的使用

array 数组效率最高,但容量固定,无法动态改变,ArrayList容量可以动态增长,但牺牲了效率。

42. 单线程应尽量使用 HashMap, ArrayList,除非必要,否则不推荐使用HashTable,Vector,她们使用了同步机制,而降低了性能。
43. StringBuffer,StringBuilder的区别在于:java.lang.StringBuffer 线程安全的可变字符序列。一个类似于String的字符串缓冲区,但不能修改。StringBuilder与该类相比,通常应该优先使用StringBuilder类,因为她支持所有相同的操作,但由于她不执行同步,所以速度更快。为了获得更好的性能,在构造StringBuffer或StringBuilder时应尽量指定她的容量。当然如果不超过16个字符时就不用了。相同情况下,使用StringBuilder比使用StringBuffer仅能获得10%~15%的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。综合考虑还是建议使用StringBuffer。
44. 尽量使用基本数据类型代替对象。
45. 使用具体类比使用接口效率高,但结构弹性降低了,但现代IDE都可以解决这个问题。
46. 考虑使用静态方法,如果你没有必要去访问对象的外部,那么就使你的方法成为静态方法。她会被更快地调用,因为她不需要一个虚拟函数导向表。这同事也是一个很好的实践,因为她告诉你如何区分方法的性质,调用这个方法不会改变对象的状态。
47. 应尽可能避免使用内在的GET,SET方法。
48.避免枚举,浮点数的使用。
以下举几个实用优化的例子:
一、避免在循环条件中使用复杂表达式

在不做编译优化的情况下,在循环中,循环条件会被反复计算,如果不使用复杂表达式,而使循环条件值不变的话,程序将会运行的更快。例子:

import java.util.Vector; 
class CEL { 
     void method (Vector vector) { 
         for (int i = 0; i < vector.size (); i++)   // Violation 
             ; // ... 
     } 
}

更正:

class CEL_fixed { 
     void method (Vector vector) { 
         int size = vector.size () 
         for (int i = 0; i < size; i++) 
             ; // ... 
     } 
}
二、为'Vectors' 和 'Hashtables'定义初始大小

JVM为Vector扩充大小的时候需要重新创建一个更大的数组,将原原先数组中的内容复制过来,最后,原先的数组再被回收。可见Vector容量的扩大是一个颇费时间的事。

通常,默认的10个元素大小是不够的。你最好能准确的估计你所需要的最佳大小。例子:

import java.util.Vector;
public class DIC {
public void addObjects (Object[] o) {
// if length > 10, Vector needs to expand
for (int i = 0; i< o.length;i++) {  
v.add(o);  // capacity before it can add more elements.
}
}
public Vector v = new Vector();  // no initialCapacity.
}

更正:

自己设定初始大小。

public Vector v = new Vector(20); public Hashtable hash = new Hashtable(10);

三、在finally块中关闭Stream

程序中使用到的资源应当被释放,以避免资源泄漏。这最好在finally块中去做。不管程序执行的结果如何,finally块总是会执行的,以确保资源的正确关闭。

四、使用'System.arraycopy ()'代替通过来循环复制数组,例子:
public class IRB
{
void method () {
int[] array1 = new int [100];
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
array1 [i] = i;
}
int[] array2 = new int [100];
for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
array2 [i] = array1 [i]; // Violation
}
}
}

更正:

public class IRB
{
void method () {
int[] array1 = new int [100];
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
array1 [i] = i;
}
int[] array2 = new int [100];
System.arraycopy(array1, 0, array2, 0, 100);
}
}
五、让访问实例内变量的getter/setter方法变成”final”

简单的getter/setter方法应该被置成final,这会告诉编译器,这个方法不会被重载,所以,可以变成”inlined”,例子:

class MAF {
public void setSize (int size) {
_size = size;
}
private int _size;
}

更正:

class DAF_fixed {
final public void setSize (int size) {
_size = size;
}
private int _size;
}
六、对于常量字符串,用'String' 代替 'StringBuffer'

常量字符串并不需要动态改变长度。

例子:

public class USC {
String method () {
StringBuffer s = new StringBuffer ("Hello");
String t = s + "World!";
return t;
}
}

更正:把StringBuffer换成String,如果确定这个String不会再变的话,这将会减少运行开销提高性能。

七、在字符串相加的时候,使用 ' ' 代替 " ",如果该字符串只有一个字符的话

例子:

public class STR {
public void method(String s) {
String string = s + "d"  // violation.
string = "abc" + "d"    // violation.
}
}

更正:

将一个字符的字符串替换成' '

public class STR {
public void method(String s) {
String string = s + 'd'
string = "abc" + 'd' 
}
} 

以上仅是Java方面编程时的性能优化,性能优化大部分都是在时间、效率、代码结构层次等方面的权衡,各有利弊,不要把上面内容当成教条,或许有些对我们实际工作适用,有些不适用,还望根据实际工作场景进行取舍吧,活学活用,变通为宜。

四、最后

我相信很多接口的效率问题不是一朝一夕形成的,在需求迭代的过程中,为了需求快速上线,采取直接累加代码的方式去实现功能,这样会造成以上这些接口性能问题。

变换思路,更高一级思考问题,站在接口设计者的角度去开发需求,会避免很多这样的问题,也是降本增效的一种行之有效的方式。

以上,共勉!

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