java性能调优资料收集二

Java代码优化方案	I
一．性能优化	III
一.new关键字的使用	III
二.使用非阻塞I/O	III
三.慎用异常	III
四.不要重复初始化变量	III
五.尽量指定类的final修饰符	III
六.尽量使用局部变量	III
七.乘法和除法	III
八.选择合适的引用机制	III
九.在spring中对orm层的动作设置只读属性	III
十. Servlet与内存使用	III
十一. HTTP Keep-Alive	III
十二. JDBC与Unicode	III
十三. JDBC与I/O	III
十四. 使用stack(栈)变量（方法内部的局部变量）	III
二．内存优化	III
一.JVM内存区域组成分析	III
二.内存溢出类型	III
三.JVM如何设置虚拟内存	III
四.不健壮代码的特征及解决办法	III

一．性能优化
一.new关键字的使用
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，我们可以调用它的clone()方法。clone()方法不会调用任何类构造函数。

在使用设计模式（Design Pattern）的场合，如果用Factory模式创建对象，则改用clone()方法创建新的对象实例非常简单。例如，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，如下所示：private static Credit BaseCredit = new Credit();public static Credit getNewCredit() {return (Credit) BaseCredit.clone();}
面的思路对于数组处理同样很有用。
 
二.使用非阻塞I/O

版本较低的JDK不支持非阻塞I/O API。为避免I/O阻塞，一些应用采用了创建大量线程的办法（在较好的情况下，会使用一个缓冲池）。这种技术可以在许多必须支持并发I/O流的应用中见到，如Web服务器、报价和拍卖应用等。然而，创建Java线程需要相当可观的开销。 

三.慎用异常 

异常对性能不利。抛出异常首先要创建一个新的对象。Throwable接口的构造函数调用名为fillInStackTrace()的本地（Native）方法，fillInStackTrace()方法检查堆栈，收集调用跟踪信息。只要有异常被抛出，VM就必须调整调用堆栈，因为在处理过程中创建了一个新的对象。异常只能用于错误处理，不应该用来控制程序流程。 

四.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（byte、short、int、long）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关键词创建一个对象时，构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用。 

五.尽量指定类的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防止了人们覆盖length()方法。另外，如果指定一个类为final，则该类所有的方法都是final。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%。 

六.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。另外，依赖于具体的编译器/JVM，局部变量还可能得到进一步优化。 

七.乘法和除法

考虑下面的代码： 
for (val = 0; val < 100000; val +=5) { alterX = val * 8; myResult = val * 2; }  用移位操作替代乘法操作可以极大地提高性能。下面是修改后的代码：for (val = 0; val < 100000; val += 5) { alterX = val << 3; myResult = val << 1; }


修改后的代码不再做乘以8的操作，而是改用等价的左移3位操作，每左移1位相当于乘以2。相应地，右移1位操作相当于除以2。值得一提的是，虽然移位操作速度快，但可能使代码比较难于理解，所以最好加上一些注释。

八.选择合适的引用机制

在典型的JSP应用系统中，页头、页脚部分往往被抽取出来，然后根据需要引入页头、页脚。当前，在JSP页面中引入外部资源的方法主要有两种：include指令，以及include动作。

include指令：例如
<%@ include file="copyright.html" %>

该指令在编译时引入指定的资源。在编译之前，带有include指令的页面和指定的资源被合并成一个文件。被引用的外部资源在编译时就确定，比运行时才确定资源更高效。 

include动作：例如 
<jsp:include page="copyright.jsp" />

该动作引入指定页面执行后生成的结果。由于它在运行时完成，因此对输出结果的控制更加灵活。但时，只有当被引用的内容频繁地改变时，或者在对主页面的请求没有出现之前，被引用的页面无法确定时，使用include动作才合算。 

九.在spring中对orm层的动作设置只读属性

将 （只对数据库进行读取的操作） 设置只读属性

十. Servlet与内存使用

许多开发者随意地把大量信息保存到用户会话之中。一些时候，保存在会话中的对象没有及时地被垃圾回收机制回收。从性能上看，典型的症状是用户感到系统周期性地变慢，却又不能把原因归于任何一个具体的组件。如果监视JVM的堆空间，它的表现是内存占用不正常地大起大落。解决这类内存问题主要有二种办法。第一种办法是，在所有作用范围为会话的Bean中实现HttpSessionBindingListener接口。这样，只要实现valueUnbound()方法，就可以显式地释放Bean使用的资源。 

另外一种办法就是尽快地把会话作废。大多数应用服务器都有设置会话作废间隔时间的选项。另外，也可以用编程的方式调用会话的setMaxInactiveInterval()方法，该方法用来设定在作废会话之前，Servlet容器允许的客户请求的最大间隔时间，以秒计算。 

十一. HTTP Keep-Alive 

Keep-Alive功能使客户端到服务器端的连接持续有效，当出现对服务器的后继请求时，Keep-Alive功能避免了建立或者重新建立连接。市场上的大部分Web服务器，包括iPlanet、IIS和Apache，都支持HTTP Keep-Alive。对于提供静态内容的网站来说，这个功能通常很有用。但是，对于负担较重的网站来说，这里存在另外一个问题：虽然为客户保留打开的连接有一定的好处，但它同样影响了性能，因为在处理暂停期间，本来可以释放的资源仍旧被占用。当Web服务器和应用服务器在同一台机器上运行时，Keep-Alive功能对资源利用的影响尤其突出。 

十二. JDBC与Unicode

想必你已经了解一些使用JDBC时提高性能的措施，比如利用连接池、正确地选择存储过程和直接执行的SQL、从结果集删除多余的列、预先编译SQL语句，等等。除了这些显而易见的选择之外，另一个提高性能的好选择可能就是把所有的字符数据都保存为Unicode（代码页13488）。Java以Unicode形式处理所有数据，因此，数据库驱动程序不必再执行转换过程。但应该记住：如果采用这种方式，数据库会变得更大，因为每个Unicode字符需要2个字节存储空间。另外，如果有其他非Unicode的程序访问数据库，性能问题仍旧会出现，因为这时数据库驱动程序仍旧必须执行转换过程。

十三. JDBC与I/O

如果应用程序需要访问一个规模很大的数据集，则应当考虑使用块提取方式。默认情况下，JDBC每次提取32行数据。举例来说，假设我们要遍历一个5000行的记录集，JDBC必须调用数据库157次才能提取到全部数据。如果把块大小改成512，则调用数据库的次数将减少到10次。在一些情形下这种技术无效。例如，如果使用可滚动的记录集，或者在查询中指定了FOR UPDATE，则块操作方式不再有效。

十四. 使用stack(栈)变量（方法内部的局部变量）

Java代码优化－－尽可能地使用stack(栈)变量（方法内部的局部变量）  Java程序包含了大量的对象，我们需要了解它们是从哪里被访问的，变量存储于何处对程序的性能有显著的影响－－尤其是某些需要被频繁访问的变量。
我们写一个Java类，在其内部方法中定义的局部变量或对象是存储在stack（堆栈）中的，且JVM是一种stack-based的，因此访问和操纵stack中的数据时性能最佳。而Java类的instance变量（这个类的field）和static变量是在constant pool（常量池）中存储和得到访问的。constant pool中保存了所有的符号引用（symbolic references），指向所有型别(types)、值域(field)，以及每个型别所使用的所有函数（mothods）。访问instance和static变量时，由于它们存放于constant pool中，所以JVM需要使用更多更耗时的操作码（分析程序生成的bytecode可以看出来）来访问它们。
下面给出一段代码示例，对比后说明怎么尽可能地使用stack变量：
package test;
public class StackVars {
    private int x;    // instance变量
    private static int staticX; //static 变量
    public void stackAccess(int val) {  //访问和操作stack变量j
        int j = 0;
        for (int i = 0; i < val; i++) {
            j += 1;
        }
    }
    public void instanceAccess(int val) {//访问和操作instance变量x
        for (int i = 0; i < val; i++) {
            x += 1;
        }
    }
    public void staticAccess(int val) {//访问和操作static变量staticX
        for (int i = 0; i < val; i++) {
            staticX += 1;
        }
    }
}
经测试，发现运行instanceAccess（）和staticAccess（）方法的时间大约相同，但却比运行stackAccess（）方法慢了2～3倍。因此我们对instanceAccess（）、staticAccess（）两个方法的代码作以下调整，以得到更快的性能：
 public void instanceAccess(int val) {//访问和操作instance变量x
        int tempX=x;
        for (int i = 0; i < val; i++) {
            tempX += 1;
        }
        x=tempX;
    }
    public void staticAccess(int val) {//访问和操作static变量staticX
        int tempStaticX=staticX;
        for (int i = 0; i < val; i++) {
            tempStaticX += 1;
        }
        staticX=tempStaticX;
    }
改善之处就是将instance和static变量放到循环之外，而用一个stack变量来完成多次局部运算，最后再将这个stack变量的值传回instance或static变量，从而提高了代码的性能。
二．内存优化
一.JVM内存区域组成分析 
java把内存分四种：
1.栈区（stack segment）— 由编译器自动分配释放,存放函数的参数值，局部变量的值等，具体方法执行结束之后，系统自动释放内存资源 
2.堆区（heap segment） — 一般由程序员分配释放，存放由new创建的对象和数组，jvm不定时查看这个对象，如果没有引用指向这个对象就回收 
3.静态区（data segment）— 存放全局变量，静态变量和字符串常量，不释放 
4.代码区（code segment）— 存放程序中方法的二进制代码，而且是多个对象 共享一个代码空间区域 

在方法（代码块）中定义一个变量时，java就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间；在堆中分配的内存由java虚拟机的自动垃圾回收器来管理，堆的优势是可以动态分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在运行时动态分配内存的。缺点就是要在运行时动态分配内存，存取速度较慢；栈的优势是存取速度比堆要快，缺点是存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的无灵活性。 

java堆由Perm区和Heap区组成，Heap区则由Old区和New区组成，而New区又分为Eden区, From区, To区，Heap = {Old + NEW = { Eden, From, To } }，见图1所示。