Java 性能优化的五大技巧

要对你的 Java 代码进行优化，需要理解 Java 不同要素之间的相互作用，以及它是如何与其运行时的操作系统进行交互的。使用下面这五个技巧和资源，开始学习如何分析和优化你的代码吧。

在我们开始之前，你也许会担心

许可的问题。Java 为 Oracle 公司所有，遵循 Oracle 的 BCL 许可，该许可证不是一个免费/开源许可证。即便如此， 仍然有许多开源项目由 Oracle 公司的 Java 开发。 OpenJDK 是 Java 平台自由软件的实现，遵循 GPL v2 许可。（更多信息请参见维基百科 Free Java implementations。）

让我们开始吧

性能优化取决于多个因素，包括垃圾收集、虚拟机和底层操作系统（OS）设置。有多个工具可供开发人员进行分析和优化时使用，你可以通过阅读 Java Tools for Source Code Optimization and Analysis 来学习和使用它们。如果你正苦苦挣扎于术语和 Java 的原理，可以先去查看 Livecoding Java category page，上面有直播，存档的视频，以及一些其他有用的信息。

视情况而定”

必须要明白的是，没有两个应用程序可以使用相同的优化方式，也没有完美的优化 java 应用程序的参考路径。使用最佳实践并且坚持采用适当的方式处理性能优化。想要达到真正最高的性能优化，你作为一个 Java 开发人员，需要对 Java 虚拟机（JVM）和底层操作系统有正确的理解：

JVM 和底层操作系统：Java 虚拟机是任何 Java 程序的家。阅读 JVM internals guide 了解更多有关于 JVM 内部和操作系统差异的内容。

JVM 分布模型：Java 分布模型为您的应用程序处理多个JVM实例。分布模型提高了应用程序的性能，因为它获得更多的资源来工作。你可以用两种方法继续优化。第一种方法是在一个堆大小为2GB或8GB的单服务器运行多个 JVM。第二种方法是在多个服务器上运行单个 JVM。正确方法的选择取决于多个因素，包括可用性和响应性。

JVM 体系结构：选择正确的 JVM 体系结构对于性能来说是很重要的。你可以选择 64 位或者 32 位的 JVM 机器。 一般来说，32 位 JVM 的性能比它对应的 64 位 JVM 要好。 只有当你需要的堆大小大于 3 GB 时，才选择 64 位的 JVM。

清楚了性能优化和其要素，现在我们可以专注于那些可以优化你的Java应用的技巧。

1. 调整垃圾收集(GC)

由于垃圾收集的复杂性，很难发现你的应用的准确性能。不过，如果你真的想优化你的应用，你应该相应地处理垃圾收集。通用的准则是调整GC设置并同时执行性能分析。

一旦你对结果感到满意，你可以停止该过程并寻求其他优化方式。确保除了在平均事务处理时间之外，你还留心了异常值。这些异常值是造成Java应用缓慢的真正的罪魁祸首并且很难找到。

此外，你要明白应用运行期间性能下降的效应。在每个CPU时钟内，缓慢的操作是可以忽略的，但在每个数据库事务中的缓慢操作则是非常昂贵的消耗。但是你应该根据性能短板选择你的优化策略，并根据工作负载来优化应用。

2. 正确地选择适合你的GC算法

让我们更深入地探讨GC优化。毕竟，GC优化是要处理的整个优化问题中最基本的。目前，Java中有四种供你选择的垃圾收集算法。每种算法满足不同的需求，因此你要选择适合你的需求的。很多开发人员正是因为不了解GC算法而没有优化他们的应用。

这四个算法分别是串行回收器，并行/吞吐量回收器，CMS回收器和G1回收器。想要了解更多关于每种垃圾收集器的信息及它们是如何工作的，请查看这篇来自Takipi博客的非常棒的文章Garbage Collectors—Serial vs. Parallel vs. CMS vs. G1。这篇文章同时还讨论了Java8对GC算法的影响及其他细节上的改变。

让我们再回到GC算法上，根据Understanding Java Garbage Collection这篇文章所述，并发标记和清除GC（即"CMS"）算法才是适合网络服务端应用的最佳算法。并行GC算法则适合那些内部可预测的应用。

G1和CMS是并发操作的理想选择，但仍然会引起应用频繁停顿。实际的选择取决于你如何取舍。举例来说，尽管选择并行算法会带来更长的GC停顿时间，但相较于其他GC算法，选择并行算法仍是一个好主意。

3.Java 堆

Java内存堆在迎合内存需求方面担任了至关重要角色。通常更好的做法是，初始时分配最小的堆，然后通过持续的测试不断增加它的大小。大多数时候优化问题都可以通过增加堆的大小解决，但如果存在大量的GC开销，则该解决方案就不起作用。

GC开销还会使吞吐量急剧下降，进而使得应用极其缓慢。此外，及早调整GC可以帮助你避免堆大小分配的问题。开始的时候，你可以选择任何1GB到8GB的堆大小。当你选择正确的堆大小，老生代和新生代对象的概念也就不需要了。

总而言之，堆大小应该取决于老生代和新生代对象的比率，之前的GC优化和对象集合（即所有对象占用的内存大小）。

4. 关键应用优化

关键代码优化是优化你的Java应用最好的方式。如果你的应用对GC和堆优化没有反应，那么最好是做架构改进并关注于你的应用是如何处理信息的。使用聪明的算法并管理好对象就能解决大量的问题，包括内存碎片、堆大小问题和垃圾收集的问题。

5.使用最优的函数

Java提供了多个函数来提升算法效率。如果你使用StringBuilder代替简单的String，你可以得到微乎其微的性能提升。不过，我们还有其他方式在代码层面进行优化。让我们看看下面这些优化方法。

使用StringBuilder代替+操作符。

避免使用iterator()。

多使用栈带来的好处。

避免使用正则表达式，使用Apache Commons Lang作为代替。

远离递归。递归会占用大量资源！

要想查看更多关于代码优化的东西，请阅读《十个最简单的Java性能优化技巧》。

总结

Java的性能优化可是一个大课题，这片文章也只是抛砖引玉。如果您认为文章还需要添加补充，别忘了在下面的评论中分享您的观点。

原文：Dr. Michael J. Garbade

翻译：KeYIKeYI,learner,唯恐有闻

译文：http://coyee.com/article/11118-5-great-java-performance-optimization-tricks

原文：https://opensource.com/life/16/8/5-great-tricks-java-performance-optimization

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