Java优化

效率可以大幅度提升的空间在数据库操作部分以及程序控制部分。下面，分条叙述对耗时操作的改进方法。

针对日志记录的优化

关闭日志记录，或者更改日志输出级别。因为从两台服务器的外部系统
D 上获取到的信息是相同的，所以数据库插入操作会抛出异常，异常信息类似于“Attempt to insert duplicate record”，这样的异常信息跟有效信息的条数相等，有上千条。这种情况是能预料到的，所以可以考虑关闭日志记录，或者不关闭日志记录而是更改日志输出级别，只记录严重级别（severe level）的错误信息，并将此类操作的日志级别调整为警告级别（warning level），这样就不会记录以上异常信息了。本项目使用的是 Java 自带的日志记录类，以下配置文件将日志输出级别设置为严重级别。


清单 1. log.properties 设置日志输出级别的片段

# default file output is in user ’ s home directory.
# levels can be: SEVERE, WARNING, INFO, FINE, FINER, FINEST
java.util.logging.ConsoleHandler.level=SEVERE 
java.util.logging.FileHandler.formatter=java.util.logging.SimpleFormatter
java.util.logging.FileHandler.append=true

针对数据库连接的优化

共享数据库连接。共有 5 次数据库连接操作，每次都需重新建立数据库连接，数据库插入操作完成之后又立即释放了，数据库连接没有被复用。为了做到共享数据库连接，可以通过单例模式（Singleton Pattern）获得一个相同的数据库连接，每次数据库连接操作都共享这个数据库连接。这里没有使用数据库连接池（Database
Connection Pool）是因为在程序只有少量的数据库连接操作，只有在大量并发数据库连接的时候才需要连接池。


清单 2. 共享数据库连接的代码片段

public class JdbcUtil {
private static Connection con;
// 从配置文件读取连接数据库的信息
private static String driverClassName;
private static String url;
private static String username;
private static String password;
private static String currentSchema;
private static Properties properties = new Properties();

static {
// driverClassName, url, username, password, currentSchema 等从配置文件读取，代码略去
try {
Class.forName(driverClassName);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
properties.setProperty("user", username);
properties.setProperty("password", password);
properties.setProperty("currentSchema", currentSchema);
try {
 con = DriverManager.getConnection(url, properties);
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private JdbcUtil() {}
// 获得一个单例的、共享的数据库连接
public static Connection getConnection() {
 return con; 
}
public static void close() throws SQLException {
if (con != null)
 con.close();
}
}

针对插入数据库记录的优化 1

使用预编译 SQL。

具体做法是使用 java.sql.PreparedStatement 代替 java.sql.Statement 生成 SQL 语句。PreparedStatement 使得数据库预先编译好 SQL 语句，可以传入参数。


清单 3. 使用 Statement 的代码片段

// 需要拼接 SQL 语句，执行效率不高，代码可读性不强
StringBuilder sql = new StringBuilder();
sql.append("insert into table1(column1,column2) values('");
sql.append(column1Value);
sql.append("','");
sql.append(column2Value);
sql.append("');");

Statement st;
try {
st = con.createStatement();
st.executeUpdate(sql.toString());
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}

清单 4. 使用 PreparedStatement 的代码片段

// 预编译 SQL 语句，执行效率高，可读性强
String sql = “insert into table1(column1,column2) values(?,?)”;
PreparedStatement pst = con.prepareStatement(sql);
pst.setString(1,column1Value);
pst.setString(2,column2Value);
pst.execute();

针对插入数据库记录的优化 2

使用 SQL 批处理。

针对多线程的优化

使用多线程实现并发 / 并行。

清空数据库表的操作应该先于数据库插入操作完成，可以通过 java.lang.Thread 类的 join 方法控制线程执行的先后次序。在单核 CPU 时代，操作系统中某一时刻只有一个线程在运行，通过进程 / 线程调度，给每个线程分配一小段执行的时间片，可以实现多个进程 / 线程的并发（concurrent）执行。而在目前的多核多处理器背景下，操作系统中同一时刻可以有多个线程并行（parallel）执行，大大地提高了计算速度。

清单 5. 使用多线程的代码片段

Thread t0 = new Thread(new ClearTableTask());
Thread t1 = new Thread(new StoreServersTask(ADDRESS1));
Thread t2 = new Thread(new StoreServersTask(ADDRESS2));

try {
t0.start();
// 执行完清空操作后，再进行后续操作
t0.join();
t1.start();
t2.start();
t1.join();
t2.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

// 断开数据库连接
try {
JdbcUtil.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}

针对设计模式的优化

使用 DAO 模式抽象出数据访问层。


图 2. DAO 模式的层次结构




清单 6. 使用 DAO 模式的代码片段

// DeviceDAO.java，定义了 DAO 抽象，上层的业务逻辑代码引用该接口，面向接口编程
public interface DeviceDAO {
public void add(Device device);
}

// DeviceDAOImpl.java，DAO 实现，具体的 SQL 语句和数据库操作由该类实现
public class DeviceDAOImpl implements DeviceDAO {
private Connection con;
public DeviceDAOImpl() {
// 获得数据库连接，代码略去
}
@Override
public void add(Device device) {
// 使用 PreparedStatement 进行数据库插入记录操作，代码略去
}
}

结束语

通过该项目实例，笔者深深地感到，想要写出一个性能优化、可读性可扩展性强的程序，需要对计算机系统的基本概念、原理，编程语言的特性，软件系统架构设计都有较深入的理解。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，想要将这些基本理论、编程技巧融会贯通，还需要不断地实践，并总结心得体会。

链接：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-codeoptimize/