作为开发人员我们都希望编写的程序拥有最佳的性能，但是这需要大量的经验和知识。优化应用程序以获得最佳性能并非易事。有几个易于遵循的建议和最佳实践可帮助创建性能良好的应用程序。
1.在知道必须优化之前不要进行优化
这可能是最重要的性能调优技巧之一。你应该遵循常见的最佳实践并尝试有效地实现你的用例。但这并不意味着你应该在证明必要之前替换任何标准库或构建复杂的优化。
在大多数情况下，过早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，因为你花费了大量时间来优化应用程序的非关键部分。
那么，你如何证明你需要优化某些东西？
首先，需要定义应用程序代码的速度，例如，通过指定所有API调用的最大响应时间或要在指定时间范围内导入的记录数。完成后,可以测量应用程序的哪些部分太慢并需要进行改进。当你这样做时，你应该看看第二个提示。
2.使用Profiler查找真正的瓶颈
在按照第一个建议并确定需要改进的应用程序部分后，请问自己从哪里开始？
我们可以通过两种方式处理此问题：
- 可以查看代码，然后从看起来可疑的部分或认为可能会产生问题的部分开始。
- 或者使用分析器并获取有关代码的每个部分的行为和性能的详细信息。
显而易见，基于探查器的方法可以更好地理解代码的性能影响，并使自己可以专注于最关键的部分。如果我们曾经使用过探查器，我们会记得在一些情况下，对代码的哪些部分产生了性能问题感到惊讶。
3.为整个应用程序创建性能测试套件
这是另一个通用提示，可帮助你避免在将性能改进部署到生产后经常发生的许多意外问题。你应该始终定义一个性能测试套件来测试整个应用程序，并在你进行性能改进之前和之后运行它。
这些额外的测试运行将帮助你识别更改的功能和性能副作用，并确保你不会发送造成弊大于利的更新。如果你处理应用程序的多个不同部分（如数据库或缓存）使用的组件，这一点尤为重要。
4.首先解决最大的瓶颈问题
在创建测试套件并使用分析器分析应用程序之后，你将获得要解决的问题列表以提高性能。这很好，但它仍然没有回答你应该从哪里开始的问题。你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很诱人，因为你很快就能展示出第一批结果。有时，可能有必要说服其他团队成员或你的管理层，性能分析值得付出努力。
但总的来说，我建议从顶部开始，首先开始解决最重要的性能问题。这将为你提供最大的性能提升，你可能不需要解决多个这些问题以满足你的性能要求。
足够的一般性能调整技巧。让我们仔细看看一些特定于Java的。
5.使用StringBuilder以编程方式连接字符串
在Java中连接String有很多不同的选项。例如，你可以使用简单的+或+ =，旧的StringBuffer或StringBuilder。
那么，你更喜欢哪种方法？
答案取决于连接String的代码。如果你以编程方式向String添加新内容，例如，在for循环中，则应使用StringBuilder。它易于使用，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方法向String添加一个新的部分。当你添加了所有部分时，可以调用toString（）方法来检索连接的String。
以下代码段显示了一个简单示例。在每次迭代期间，此循环将i转换为String并将其与空格一起添加到StringBuilder sb中。因此，最后，此代码将“This is a test0 1 2 3 4 5 6 7 8 9”写入日志文件。
StringBuilder sb = new StringBuilder(“This is a test”);
for (int i=0; i<10; i++) {
sb.append(i);
sb.append(” “);
}
log.info(sb.toString());
正如你在代码片段中看到的，你可以将String的第一个元素提供给构造函数方法。这将创建一个新的StringBuilder，其中包含提供的String和16个附加字符的容量。当你向StringBuilder添加更多字符时，你的JVM将动态增加StringBuilder的大小。
如果你已经知道String将包含多少个字符，则可以将该数字提供给不同的构造函数方法，以实例化具有已定义容量的StringBuilder。这进一步提高了效率，因为它不需要动态扩展其容量。
6.使用+在一个语句中连接字符串
当你使用Java实现第一个应用程序时，有人可能会告诉你不应该使用+连接String。如果你在应用程序逻辑中连接String，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，特别是如果你在循环中连接多个String。
在这些情况下，你应该遵循5号提示并使用StringBuilder。
但是，如果你只是将String分成多行来提高代码的可读性，情况并非如此。
Query q = em.createQuery(“SELECT a.id, a.firstName, a.lastName ”
+ “FROM Author a ”
+ “WHERE a.id = :id”);
在这些情况下，你应该将String与一个简单的+连接起来。你的Java编译器将对此进行优化并在编译时执行串联。因此，在运行时，你的代码将只使用1个字符串，并且不需要连接。
7.尽可能使用基元
另一种避免任何开销和提高应用程序性能的快捷方法是使用原始类型而不是它们的包装类。因此，最好使用int而不是Integer，或者使用double而不是Double。这使你的JVM来 的值存储在堆栈，而不是堆的，以减少内存消耗和整体更有效地处理它。
8.尽量避免使用BigInteger和BigDecimal
由于我们已经在谈论数据类型，我们还应该快速浏览一下BigInteger和BigDecimal。特别是后者因其精确性而受欢迎。但这需要付出代价。
BigInteger和BigDecimal需要比简单的long或double更多的内存，并且显着减慢所有计算速度。因此，如果你需要额外的精度，或者如果你的数字将超过长的范围，最好三思而后行。这可能是你需要更改以修复性能问题的唯一方法，尤其是在你实施数学算法时。
9.首先检查当前日志级别
这个建议应该是显而易见的，但不幸的是，你可以找到许多忽略它的代码。在创建调试消息之前，应始终先检查当前日志级别。否则，你可能会创建一个包含 日志消息的String，之后将被忽略。
以下是你不应该这样做的两个示例。
// 不能这样写
log.debug(“User [” + userName + “] called method X with [” + i + “]”);
//也不能这样写
log.debug(String.format(“User [%s] called method X with [%d]”, userName, i));
在这两种情况下，你将执行所有必需的步骤来创建日志消息，而无需知道你的日志记录框架是否将使用日志消息。在创建调试消息之前，最好先检查当前日志级别。
if (log.isDebugEnabled()) {
log.debug(“User [” + userName + “] called method X with [” + i + “]”);
}
10.使用Apache Commons StringUtils.Replace而不是String.replace
通常，String.replace方法工作正常并且效率很高，特别是如果你使用的是Java 9.但是如果你的应用程序需要大量的替换操作并且你还没有更新到最新的Java版本，那么它仍然有意义检查更快，更有效的替代品。
一个候选人是 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那样，它显着优于Java 8的String.replace方法。
它只需要一个微小的变化。你需要将Apache的Commons Lang项目的Maven依赖项添加到应用程序pom.xml中，并使用StringUtils.replace方法替换String.replace方法的所有调用。
// 这个写法换成下面的写法
test.replace(“test”, “simple test”);
// 替换写法
StringUtils.replace(test, “test”, “simple test”);
11.缓存昂贵的资源，就像数据库连接一样
缓存是一种流行的解决方案，可以避免重复执行昂贵或经常使用的代码片段。一般的想法很简单：重复使用这些资源比一次又一次地创建新资源要便宜。
典型示例是缓存池中的数据库连接。创建新连接需要时间，如果重用现有连接，则可以避免这种情况。
你还可以在Java语言本身中找到其他示例。例如，Integer类的valueOf方法将值缓存在-128和127之间。你可能会说新的Integer的创建不是太昂贵，但是经常使用它来缓存最常用的值提供性能优势。
但是当你考虑缓存时，请记住你的缓存实现也会产生开销。你需要花费额外的内存来存储可重用资源，并且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，请确保经常使用它们来超过缓存实现的开销。
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