干貨!java代碼性能優(yōu)化,提高健壯性
騏驥一躍,不能十步;駑馬十駕,功在不舍。提高代碼的質量,優(yōu)化性能,貴在堅持!如果用功去清除代碼的“壞味道”,并堅持做好積累,不僅能提高自己的編碼水平,也能使代碼變得"精白無一毫不徹"。
我們在后端開發(fā)中,經(jīng)常會遇到各種“坑”,比如大家最熟悉的空指針異常、session失效等等,其實很大原因在于開發(fā)過程中并沒有很好的將用法與實際相結合,如果我們能注意一些代碼規(guī)范和技巧,可以使我們的開發(fā)事半功倍!我將從以下三個方面分享我在開發(fā)過程中進行的優(yōu)化。
讓代碼性能更高 讓代碼更優(yōu)雅 讓代碼遠離 bug
讓代碼性能更高
1..需要 Map 的主鍵和取值時,應該迭代 entrySet()
當循環(huán)中只需要 Map 的主鍵時,迭代 keySet() 是正確的。但是,當需要主鍵和取值時,迭代 entrySet() 才是更高效的做法,比先迭代 keySet() 后再去 get 取值性能更佳。
反例
Map<String,String> map = ...;for(String key: map.keySet()) { String value = map.get(key);
...
}
復制代碼
正例
Map<String,String> map = ...;for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) { ? ?String key = entry.getKey(); ? ?String value = entry.getValue();
? ?...
}
復制代碼
2.應該使用Collection.isEmpty()檢測空
使用 Collection.size() 來檢測空邏輯上沒有問題,但是使用 Collection.isEmpty()使得代碼更易讀,并且可以獲得更好的性能。任何 Collection.isEmpty() 實現(xiàn)的時間復雜度都是?O(1)?,但是某些 Collection.size() 實現(xiàn)的時間復雜度可能是?O(n) 。
反例
if (collection.size() == 0) {
? ?...
}
復制代碼
正例
if (collection.isEmpty()) {
? ?...
}
復制代碼
3.集合初始化盡量指定大小
java 的集合類用起來十分方便,但是看源碼可知,集合也是有大小限制的。每次擴容的時間復雜度很有可能是 O(n) ,所以盡量指定可預知的集合大小,能減少集合的擴容次數(shù)。
反例
int[] arr = new int[]{1, 2, 3};
List<Integer> list = new ArrayList<>();for (int i : arr) { ? ?list.add(i);
}
復制代碼
正例
int[] arr = new int[]{1, 2, 3};
List<Integer> list = new ArrayList<>(arr.length);for (int i : arr) { ? ?list.add(i);
}
復制代碼
4.字符串拼接使用 StringBuilder
一般的字符串拼接在編譯期 java 會進行優(yōu)化,但是在循環(huán)中字符串拼接, java 編譯期無法做到優(yōu)化,所以需要使用 StringBuilder 進行替換。?反例
String s = "";for (int i = 0; i < 10; i++) {
? ?s += i;}復制代碼
正例
String a = "a";String b = "b";String c = "c";String s = a + b + c; // 沒問題,java編譯器會進行優(yōu)化StringBuilder sb = new StringBuilder();for (int i = 0; i < 10; i++) {
? ?sb.append(i); ?// 循環(huán)中,java編譯器無法進行優(yōu)化,所以要手動使用StringBuilder}
復制代碼
5.List 的隨機訪問
數(shù)組和鏈表的區(qū)別:數(shù)組的隨機訪問效率更高。當調用方法獲取到 List 后,如果想隨機訪問其中的數(shù)據(jù),并不知道該數(shù)組內部實現(xiàn)是鏈表還是數(shù)組,怎么辦呢?可以判斷它是否實現(xiàn) RandomAccess 接口。
正例
// 調用服務獲取到listList<Integer> list = otherService.getList();if (list instanceof RandomAccess) { ? ?// 內部數(shù)組實現(xiàn),可以隨機訪問
? ?System.out.println(list.get(list.size() - 1));
} else { ? ?// 內部可能是鏈表實現(xiàn),隨機訪問效率低}
復制代碼
6.頻繁調用 Collection.contains 方法請使用 Set
在 java 集合類庫中,List 的 contains 方法普遍時間復雜度是 O(n) ,如果在代碼中需要頻繁調用 contains 方法查找數(shù)據(jù),可以先將 list 轉換成 HashSet 實現(xiàn),將 O(n) 的時間復雜度降為 O(1) 。
反例
ArrayList<Integer> list = otherService.getList();for (int i = 0; i <= Integer.MAX_VALUE; i++) { ? ?// 時間復雜度O(n)
? ?list.contains(i);
}
復制代碼
正例
ArrayList<Integer> list = otherService.getList();
Set<Integer> set = new HashSet(list);for (int i = 0; i <= Integer.MAX_VALUE; i++) { ? ?// 時間復雜度O(1)
? ?set.contains(i);
}
復制代碼
讓代碼更優(yōu)雅
1.長整型常量后添加大寫 L
反例
long value = 1l;long max = Math.max(1L, 5);
復制代碼
正例
long value = 1L;long max = Math.max(1L, 5L);
復制代碼
2.不要使用魔法值
當你編寫一段代碼時,使用魔法值可能看起來很明確,但在調試時它們卻不顯得那么明確了。這就是為什么需要把魔法值定義為可讀取常量的原因。但是,-1、0 和 1不被視為魔法值。
反例
for (int i = 0; i < 100; i++){
? ?...}if (a == 100) {
? ?...}復制代碼
正例
private static final int MAX_COUNT = 100;for (int i = 0; i < MAX_COUNT; i++){
? ?...
}if (count == MAX_COUNT) {
? ?...
}
復制代碼
3.不要使用集合實現(xiàn)來賦值靜態(tài)成員變量
對于集合類型的靜態(tài)成員變量,不要使用集合實現(xiàn)來賦值,應該使用靜態(tài)代碼塊賦值。
反例
private static Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>() {
? ?{
? ? ? ?put("a", 1);
? ? ? ?put("b", 2);
? ?}
};private static List<String> list = new ArrayList<String>() {
? ?{
? ? ? ?add("a");
? ? ? ?add("b");
? ?}
};
復制代碼
正例
private static Map<String, Integer> map = new HashMap<>();static { ? ?map.put("a", 1); ? ?map.put("b", 2);
};private static List<String> list = new ArrayList<>();static { ? ?list.add("a"); ? ?list.add("b");
};
復制代碼
4.刪除未使用的私有方法和字段
刪除未使用的私有方法和字段,使代碼更簡潔更易維護。若有需要再使用,可以從歷史提交中找回。
反例
public class DoubleDemo1 {
? ?private int unusedField = 100; ? ?private void unusedMethod() {
? ? ? ?...
? ?} ? ?public int sum(int a, int b) { ? ? ? ?return a + b;
? ?}
}
復制代碼
正例
public class DoubleDemo1 {
? ?public int sum(int a, int b) { ? ? ? ?return a + b;
? ?}
}
復制代碼
5.工具類應該屏蔽構造函數(shù)
工具類是一堆靜態(tài)字段和函數(shù)的集合,不應該被實例化。但是,Java 為每個沒有明確定義構造函數(shù)的類添加了一個隱式公有構造函數(shù)。所以,為了避免 java "小白"使用有誤,應該顯式定義私有構造函數(shù)來屏蔽這個隱式公有構造函數(shù)。?反例
public class MathUtils {
? ?public static final double PI = 3.1415926D; ? ?public static int sum(int a, int b) { ? ? ? ?return a + b;
? ?}
}
復制代碼
正例
public class MathUtils {
? ?public static final double PI = 3.1415926D; ? ?private MathUtils() {} ? ?public static int sum(int a, int b) { ? ? ? ?return a + b;
? ?}
}
復制代碼
6.公有靜態(tài)常量應該通過類訪問
雖然通過類的實例訪問公有靜態(tài)常量是允許的,但是容易讓人它誤認為每個類的實例都有一個公有靜態(tài)常量。所以,公有靜態(tài)常量應該直接通過類訪問。
反例
public class User {
? ?public static final String CONST_NAME = "name";
? ?...
}
User user = new User();
String nameKey = user.CONST_NAME;
復制代碼
正例
public class User {
? ?public static final String CONST_NAME = "name";
? ?...
}
String nameKey = User.CONST_NAME;
復制代碼
7.不要用NullPointerException判斷空
空指針異常應該用代碼規(guī)避(比如檢測不為空),而不是用捕獲異常的方式處理。
反例
public String getUserName(User user) { ? ?try { ? ? ? ?return user.getName();
? ?} catch (NullPointerException e) { ? ? ? ?return null;
? ?}
}
復制代碼
正例
public String getUserName(User user) { ? ?if (Objects.isNull(user)) { ? ? ? ?return null;
? ?} ? ?return user.getName();
}
復制代碼
8.使用String.valueOf(value)代替""+value
當要把其它對象或類型轉化為字符串時,使用 String.valueOf(value) 比""+value 的效率更高。
反例
int i = 1;
String s = "" + i;
復制代碼
正例
int i = 1;String s = String.valueOf(i);
復制代碼
9.過時代碼添加 @Deprecated 注解
當一段代碼過時,但為了兼容又無法直接刪除,不希望以后有人再使用它時,可以添加 @Deprecated 注解進行標記。在文檔注釋中添加 @deprecated 來進行解釋,并提供可替代方案。
正例
/**
* 保存
*
* @deprecated 此方法效率較低,請使用{@link newSave()}方法替換它
*/public void save(){ ? ?// do something}
復制代碼
讓代碼遠離 bug
1.禁止使用構造方法 BigDecimal(double)
BigDecimal(double) 存在精度損失風險,在精確計算或值比較的場景中可能會導致業(yè)務邏輯異常。
反例
BigDecimal value = new BigDecimal(0.1D); // 0.100000000000000005551115...復制代碼
正例
BigDecimal value = BigDecimal.valueOf(0.1D);; // 0.1復制代碼
2.返回空數(shù)組和空集合而不是 null
返回 null ,需要調用方強制檢測 null ,否則就會拋出空指針異常。返回空數(shù)組或空集合,有效地避免了調用方因為未檢測 null 而拋出空指針異常,還可以刪除調用方檢測 null 的語句使代碼更簡潔。
反例
public static Result[] getResults() { ? ?return null;
}public static List<Result> getResultList() { ? ?return null;
}public static Map<String, Result> getResultMap() { ? ?return null;
}public static void main(String[] args) {
? ?Result[] results = getResults(); ? ?if (results != null) { ? ? ? ?for (Result result : results) {
? ? ? ? ? ?...
? ? ? ?}
? ?}
? ?List<Result> resultList = getResultList(); ? ?if (resultList != null) { ? ? ? ?for (Result result : resultList) {
? ? ? ? ? ?...
? ? ? ?}
? ?}
? ?Map<String, Result> resultMap = getResultMap(); ? ?if (resultMap != null) { ? ? ? ?for (Map.Entry<String, Result> resultEntry : resultMap) {
? ? ? ? ? ?...
? ? ? ?}
? ?}
}
復制代碼
正例
public static Result[] getResults() { ? ?return new Result[0];
}
public static List<Result> getResultList() { ? ?return Collections.emptyList();
}
public static Map<String, Result> getResultMap() { ? ?return Collections.emptyMap();
}
public static void main(String[] args) { ? ?Result[] results = getResults(); ? ?for (Result result : results) {
? ? ? ?...
? ?}
? ?List<Result> resultList = getResultList(); ? ?for (Result result : resultList) {
? ? ? ?...
? ?}
? ?Map<String, Result> resultMap = getResultMap(); ? ?for (Map.Entry<String, Result> resultEntry : resultMap) {
? ? ? ?...
? ?}
}
復制代碼
3.優(yōu)先使用常量或確定值來調用 equals 方法
對象的 equals 方法容易拋空指針異常,應使用常量或確定有值的對象來調用 equals 方法。當然,使用 java.util.Objects.equals() 方法是最佳實踐。
反例
public void isFinished(OrderStatus status) { ? ?return status.equals(OrderStatus.FINISHED); // 可能拋空指針異常}
復制代碼
正例
public void isFinished(OrderStatus status) { ? ?return OrderStatus.FINISHED.equals(status);
}public void isFinished(OrderStatus status) { ? ?return Objects.equals(status, OrderStatus.FINISHED);
}
復制代碼
4.枚舉的屬性字段必須是私有不可變
枚舉通常被當做常量使用,如果枚舉中存在公共屬性字段或設置字段方法,那么這些枚舉常量的屬性很容易被修改。理想情況下,枚舉中的屬性字段是私有的,并在私有構造函數(shù)中賦值,沒有對應的 Setter 方法,最好加上final修飾符。
反例
public enum UserStatus {
? ?DISABLED(0, "禁用"),
? ?ENABLED(1, "啟用"); ? ?public int value; ? ?private String description; ? ?private UserStatus(int value, String description) { ? ? ? ?this.value = value; ? ? ? ?this.description = description;
? ?} ? ?public String getDescription() { ? ? ? ?return description;
? ?} ? ?public void setDescription(String description) { ? ? ? ?this.description = description;
? ?}
}
復制代碼
正例
public enum UserStatus {
? ?DISABLED(0, "禁用"),
? ?ENABLED(1, "啟用"); ? ?private final int value; ? ?private final String description; ? ?private UserStatus(int value, String description) { ? ? ? ?this.value = value; ? ? ? ?this.description = description;
? ?} ? ?public int getValue() { ? ? ? ?return value;
? ?} ? ?public String getDescription() { ? ? ? ?return description;
? ?}
}
復制代碼
5.小心String.split(String regex)
字符串 String 的 split 方法,傳入的分隔字符串是正則表達式!部分關鍵字(比如.| 等)需要轉義。
反例
"a.ab.abc".split("."); // 結果為[]"a|ab|abc".split("|"); // 結果為["a", "|", "a", "b", "|", "a", "b", "c"]
復制代碼
正例
"a.ab.abc".split("\\."); // 結果為["a", "ab", "abc"]"a|ab|abc".split("\\|"); // 結果為["a", "ab", "abc"]
