性能优化 | Java性能调优准则-攻略1
以下是您可以采取的一些步骤来消除瓶颈，缓存的技巧以及其他性能调整建议。
大多数开发人员感觉性能优化是一个非常复杂的话题，并且是需要大量的经验和知识的。 当然这说的是有道理的。 优化应用程序以获得最佳性能不是一件容易的事情。 但是，这并不意味着如果你没有获得这些知识，就不能做任何事情。 有几个易于遵循的建议和最佳实践可以帮助您创建一个性能良好的应用程序。
在讨论特定于Java的性能调优技巧之前，先谈谈其中的一些通用准则。
1不要在没有必要的时候做性能调优化
这可能是最重要的性能调优的准则之一。只要你根据最佳实践或者推荐的方法实现了你的程序就行了。没有必要在任何时候开始讨论如何优化到最佳的性能。
在大多数情况下，过早进行性能优化会占用大量时间，并使代码难以阅读和维护。更糟糕的是，这些优化通常不会带来任何好处，因为您花费大量时间来优化应用程序的非关键部分。
那么，你如何来界定你需要做性能优化了呢？
首先，您需要判断应用程序代码的速度是否如预期。例如，为所有API调用设定一个最大响应时间，或者在特定时间范围内要导入的记录数。完成之后，您可以测量应用程序的哪些部分太慢，需要改进。当你这样做的时候，你应该看看下面这个准则。
2使用分析器来查找真正的瓶颈
在遵循第一个准则并确定了应用程序需要进行性能调优的部分后要怎么开始下手呢？
有两个办法来开始我们的第一刀：
- 你可以看看你的代码，并开始看起来可疑的部分，或者你觉得可能会产生问题的部分。
- 或者您使用一个分析器并获取有关您的代码的每个部分的行为和性能的详细信息。
很明显，基于分析器的方法可以让您更好地理解代码的性能影响，并使您能够专注于最关键的部分。 如果您曾经使用过一个分析器，那么您将会记得一些情况，在这些情况下，您对代码的哪些部分产生了性能问题感到惊讶。 我不止一次的第一次猜测会导致我走错了方向。
3为整个应用创建一个性能测试
这是另一个通用规则，可以帮助您避免将性能改进部署到生产后经常发生的许多意外问题。 您应该总是定义一个性能测试套件来测试整个应用程序，并在性能改进之前和之后运行它。
这些额外的测试运行将帮助您确定更改的功能和性能副作用，并确保不会导致造成更多损害的更新。 如果您处理由应用程序的多个不同部分使用的组件，如数据库或缓存，这一点尤其重要。
4先进行最大的瓶颈上工作
在创建测试套件并使用分析器分析您的应用程序之后，您会列出一系列需要解决的问题以提高性能。 这很好，但它仍然不能回答你应该从哪里开始。 您可以专注于快速获胜，或从最重要的问题开始。
从快速获胜开始可能会很有吸引力，因为您可以很快显示第一个结果。 有时候，可能有必要说服其他团队成员或管理层认为性能分析是值得的。
但总的来说，我建议从顶层开始，首先开始处理最重要的性能问题。 这将为您提供最大的性能改进，而且您可能不需要解决这些问题中的一些以满足您的性能要求。
5使用StringBuilder来连接字符串
有很多不同的选项来连接Java中的字符串。例如，您可以使用简单的+或+ =，StringBuffer或一个StringBuilder。
那么，你应该选择哪种方法？
答案取决于连接字符串的代码。如果以编程方式将新内容添加到字符串中，例如在for循环中，则应使用StringBuilder。它很容易使用，并提供比StringBuffer更好的性能。但请记住，与StringBuffer相比，StringBuilder不是线程安全的，可能不适合所有用例。
你只需要实例化一个新的StringBuilder并调用append方法来向String中添加一个新的部分。而当你添加了所有的部分，你可以调用toString（）方法来检索连接的字符串。
下面的代码片段显示了一个简单的例子。在每次迭代期间，这个循环将i转换为一个String，并将它与一个空格一起添加到StringBuilder sb中。所以，最后，这段代码在日志文件中写入“This is a test0 1 2 3 4 5 6 7 8 9”。
StringBuilder sb = new StringBuilder("This is a test"); for (int i = 0; i < 10; i++) { sb.append(i); sb.append(" "); }log.info(sb.toString()); |
|---|
正如你可以在代码片段中看到的那样，你可以将String的第一个元素提供给构造方法。 这将创建一个新的StringBuilder包含提供的字符串和16个额外的字符的容量。 当您向StringBuilder添加更多字符时，您的JVM将动态增加StringBuilder的大小。
如果您已经知道您的字符串将包含多少个字符，则可以将该数字提供给不同的构造方法以实例化具有定义的容量的StringBuilder。 这进一步提高了效率，因为它不需要动态扩展其容量。
6在一个语句中使用+连接字符串
当你用Java实现你的第一个应用程序时，可能有人告诉过你不应该用+来连接字符串。 如果您在应用程序逻辑中连接字符串，这是正确的。 字符串是不可变的，每个字符串连接的结果都存储在一个新的String对象中。 这需要额外的内存，并减慢你的应用程序，特别是如果你在一个循环内连接多个字符串。
在这些情况下，您应该遵循上面的规则并使用StringBuilder。
但是，如果您只是将字符串分成多行来改善代码的可读性，情况并非如此。
Query q = em.createQuery("select a.id,a.firstName,a.lastName" + " from tablename a " +＂where a.id = :id＂); |
|---|
在这些情况下，你应该用一个简单的+来连接你的字符串。 您的Java编译器将优化这个并在编译时执行连接。 所以，在运行时，你的代码将只使用1个字符串，不需要连接。
7尽可能使用基本数据
避免任何开销并提高应用程序性能的另一种简便快速的方法是使用基本类型而不是其包装类。 所以，最好使用int来代替Integer，或者使用double来代替Double。 这允许您的JVM将值存储在栈而不是在堆中，以减少内存消耗，并更高效地处理它。
8尽量避免使用BigInteger和BigDecimal
由于我们已经在讨论数据类型，所以我们也应该快速浏览一下BigInteger和BigDecimal。 尤其是后者因其精确性而受欢迎。 但是这是有代价的。
BigInteger和BigDecimal需要更多的内存比一个long或double，并且看起来会降低所有的运行效率。 所以，如果你需要额外的精度，或者如果你的数字将超过一个长的范围，最好三思。 这可能是您需要更改以解决性能问题的唯一方法，特别是在实施数学算法时。
9检查当前日志级别
这个建议应该是显而易见的，但不幸的是，你可以找到很多忽略它的代码。 在创建调试消息之前，应该始终首先检查当前日志级别。 否则，您可能会创建一个字符串与您的日志消息，将被忽略之后。
这里有两个例子，不建议你这样做。
log.debug(“User [” + userName + “] called method X with [” + i + “]”);log.debug(String.format(“User [%s] called method X with [%d]”, userName, i)); |
|---|
在这两种情况下，您都将执行所有必需的步骤来创建日志消息，而不知道日志框架是否将使用日志消息。 在创建调试消息之前，最好先检查当前的日志级别。正确的写法应该是这样的：
if(log.isDebugEnable()){log.debug("User [" + userName+"] called method X with ["+i+"]" );} |
|---|
10用StringUtils来代替String之间的API
一般来说，String.replace方法工作正常，效率很高，尤其是在使用Java 9的情况下。但是，如果您的应用程序需要大量的替换操作，并且没有更新到最新的Java版本，那么它仍然是有意义的 检查更快和更有效的替代品。
一个候选项是Apache Commons Lang的StringUtils.replace方法。 正如Lukas Eder在他最近的一篇博客文章中所描述的，它远远超过了Java 8的String.replace方法。
而且这只需要很小的改动。 您需要将Apache的Commons Lang项目的Maven依赖项添加到您的应用程序pom.xml中，并将String.replace方法的所有调用替换为StringUtils.replace方法。
11缓存开销量比较大的
缓存是避免重复执行昂贵或经常使用的代码片段的常用解决方案。总的想法很简单：重复使用这些资源比反复创建新资源要便宜。
一个典型的例子是缓存池中的数据库连接。新连接的创建需要时间，如果您重新使用现有连接，则可以避免这种情况。
您还可以在Java语言本身中找到其他示例。 Integer类的valueOf方法一样，例如，缓存你可能会说，一个新的整数的创作是不是太昂贵-128到127之间的值，但它的使用经常是最常用的值的高速缓存提供性能优势。
但是，当您考虑缓存时，请记住您的缓存实现也会产生开销。您需要花费额外的内存来存储可重用资源，您可能需要管理缓存以使资源可访问或删除过时的资源。
因此，在开始缓存任何资源之前，请确保您经常使用它们来超过缓存实施的开销。