要對你的 Java 代碼進(jìn)行優(yōu)化，需要理解 Java 不同要素之間的相互作用，以及它是如何與其運(yùn)行時(shí)的操作系統(tǒng)進(jìn)行交互的。使用下面這五個(gè)技巧和資源，開始學(xué)習(xí)如何分析和優(yōu)化你的代碼吧。

在我們開始之前，你也許會擔(dān)心許可的問題。Java 為 Oracle 公司所有，遵循 Oracle 的 BCL 許可，該許可證不是一個(gè)免費(fèi)/開源許可證。即便如此， 仍然有許多開源項(xiàng)目由 Oracle 公司的 Java 開發(fā)。 OpenJDK 是 Java 平臺自由軟件的實(shí)現(xiàn)，遵循 GPL v2 許可。（更多信息請參見維基百科 Free Java implementations。）

讓我們開始吧

性能優(yōu)化取決于多個(gè)因素，包括垃圾收集、虛擬機(jī)和底層操作系統(tǒng)（OS）設(shè)置。有多個(gè)工具可供開發(fā)人員進(jìn)行分析和優(yōu)化時(shí)使用，你可以通過閱讀 Java Tools for Source Code Optimization and Analysis 來學(xué)習(xí)和使用它們。如果你正苦苦掙扎于術(shù)語和 Java 的原理，可以先去查看 Livecoding Java category page，上面有直播，存檔的視頻，以及一些其他有用的信息。

視情況而定”

必須要明白的是，沒有兩個(gè)應(yīng)用程序可以使用相同的優(yōu)化方式，也沒有完美的優(yōu)化 java 應(yīng)用程序的參考路徑。使用最佳實(shí)踐并且堅(jiān)持采用適當(dāng)?shù)姆绞教幚硇阅軆?yōu)化。想要達(dá)到真正最高的性能優(yōu)化，你作為一個(gè) Java 開發(fā)人員，需要對 Java 虛擬機(jī)（JVM）和底層操作系統(tǒng)有正確的理解：

JVM 和底層操作系統(tǒng)：Java 虛擬機(jī)是任何 Java 程序的家。閱讀 JVM internals guide 了解更多有關(guān)于 JVM 內(nèi)部和操作系統(tǒng)差異的內(nèi)容。

JVM 分布模型：Java 分布模型為您的應(yīng)用程序處理多個(gè)JVM實(shí)例。分布模型提高了應(yīng)用程序的性能，因?yàn)樗@得更多的資源來工作。你可以用兩種方法繼續(xù)優(yōu)化。第一種方法是在一個(gè)堆大小為2GB或8GB的單服務(wù)器運(yùn)行多個(gè) JVM。第二種方法是在多個(gè)服務(wù)器上運(yùn)行單個(gè) JVM。正確方法的選擇取決于多個(gè)因素，包括可用性和響應(yīng)性。

JVM 體系結(jié)構(gòu)：選擇正確的 JVM 體系結(jié)構(gòu)對于性能來說是很重要的。你可以選擇 64 位或者 32 位的 JVM 機(jī)器。 一般來說，32 位 JVM 的性能比它對應(yīng)的 64 位 JVM 要好。 只有當(dāng)你需要的堆大小大于 3 GB 時(shí)，才選擇 64 位的 JVM。

清楚了性能優(yōu)化和其要素，現(xiàn)在我們可以專注于那些可以優(yōu)化你的Java應(yīng)用的技巧。

1. 調(diào)整垃圾收集(GC)

由于垃圾收集的復(fù)雜性，很難發(fā)現(xiàn)你的應(yīng)用的準(zhǔn)確性能。不過，如果你真的想優(yōu)化你的應(yīng)用，你應(yīng)該相應(yīng)地處理垃圾收集。通用的準(zhǔn)則是調(diào)整GC設(shè)置并同時(shí)執(zhí)行性能分析。

一旦你對結(jié)果感到滿意，你可以停止該過程并尋求其他優(yōu)化方式。確保除了在平均事務(wù)處理時(shí)間之外，你還留心了異常值。這些異常值是造成Java應(yīng)用緩慢的真正的罪魁禍?zhǔn)撞⑶液茈y找到。

此外，你要明白應(yīng)用運(yùn)行期間性能下降的效應(yīng)。在每個(gè)CPU時(shí)鐘內(nèi)，緩慢的操作是可以忽略的，但在每個(gè)數(shù)據(jù)庫事務(wù)中的緩慢操作則是非常昂貴的消耗。但是你應(yīng)該根據(jù)性能短板選擇你的優(yōu)化策略，并根據(jù)工作負(fù)載來優(yōu)化應(yīng)用。

2. 正確地選擇適合你的GC算法

讓我們更深入地探討GC優(yōu)化。畢竟，GC優(yōu)化是要處理的整個(gè)優(yōu)化問題中最基本的。目前，Java中有四種供你選擇的垃圾收集算法。每種算法滿足不同的需求，因此你要選擇適合你的需求的。很多開發(fā)人員正是因?yàn)椴涣私釭C算法而沒有優(yōu)化他們的應(yīng)用。

這四個(gè)算法分別是串行回收器，并行/吞吐量回收器，CMS回收器和G1回收器。想要了解更多關(guān)于每種垃圾收集器的信息及它們是如何工作的，請查看這篇來自Takipi博客的非常棒的文章Garbage Collectors—Serial vs. Parallel vs. CMS vs. G1。這篇文章同時(shí)還討論了Java8對GC算法的影響及其他細(xì)節(jié)上的改變。

讓我們再回到GC算法上，根據(jù)Understanding Java Garbage Collection這篇文章所述，并發(fā)標(biāo)記和清除GC（即"CMS"）算法才是適合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端應(yīng)用的最佳算法。并行GC算法則適合那些內(nèi)部可預(yù)測的應(yīng)用。

G1和CMS是并發(fā)操作的理想選擇，但仍然會引起應(yīng)用頻繁停頓。實(shí)際的選擇取決于你如何取舍。舉例來說，盡管選擇并行算法會帶來更長的GC停頓時(shí)間，但相較于其他GC算法，選擇并行算法仍是一個(gè)好主意。

3.Java 堆

Java內(nèi)存堆在迎合內(nèi)存需求方面擔(dān)任了至關(guān)重要角色。通常更好的做法是，初始時(shí)分配最小的堆，然后通過持續(xù)的測試不斷增加它的大小。大多數(shù)時(shí)候優(yōu)化問題都可以通過增加堆的大小解決，但如果存在大量的GC開銷，則該解決方案就不起作用。

GC開銷還會使吞吐量急劇下降，進(jìn)而使得應(yīng)用極其緩慢。此外，及早調(diào)整GC可以幫助你避免堆大小分配的問題。開始的時(shí)候，你可以選擇任何1GB到8GB的堆大小。當(dāng)你選擇正確的堆大小，老生代和新生代對象的概念也就不需要了。

總而言之，堆大小應(yīng)該取決于老生代和新生代對象的比率，之前的GC優(yōu)化和對象集合（即所有對象占用的內(nèi)存大小）。

4. 關(guān)鍵應(yīng)用優(yōu)化

關(guān)鍵代碼優(yōu)化是優(yōu)化你的Java應(yīng)用最好的方式。如果你的應(yīng)用對GC和堆優(yōu)化沒有反應(yīng)，那么最好是做架構(gòu)改進(jìn)并關(guān)注于你的應(yīng)用是如何處理信息的。使用聰明的算法并管理好對象就能解決大量的問題，包括內(nèi)存碎片、堆大小問題和垃圾收集的問題。

5.使用最優(yōu)的函數(shù)

Java提供了多個(gè)函數(shù)來提升算法效率。如果你使用StringBuilder代替簡單的String，你可以得到微乎其微的性能提升。不過，我們還有其他方式在代碼層面進(jìn)行優(yōu)化。讓我們看看下面這些優(yōu)化方法。

使用StringBuilder代替+操作符。

避免使用iterator()。

多使用棧帶來的好處。

避免使用正則表達(dá)式，使用Apache Commons Lang作為代替。

遠(yuǎn)離遞歸。遞歸會占用大量資源！

要想查看更多關(guān)于代碼優(yōu)化的東西，請閱讀《十個(gè)最簡單的Java性能優(yōu)化技巧》。

總結(jié)

Java的性能優(yōu)化可是一個(gè)大課題，這片文章也只是拋磚引玉。如果您認(rèn)為文章還需要添加補(bǔ)充，別忘了在下面的評論中分享您的觀點(diǎn)。

原文：Dr. Michael J. Garbade

翻譯：KeYIKeYI,learner,唯恐有聞

譯文：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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