笔记：Java程序性能优化

一、设计模式

1、单例模式：

对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间，减少内存使用频率，减轻GC压力。

单例模式相比静态类的优势：可以继承、被继承、实现接口，面向对象风格；静态类不行，是面向过程风格的。

2、代理模式：

因为安全原因，屏蔽客户端直接访问真实对象；远程调用，隐藏远程调用的细节；提升性能，实现延迟加载 (如 Hibernate )。

实现方式：JDK动态代理、CGLIB等

3、享元模式：

节省重复创建对象的开销；对系统内存要求少，GC压力小。

4、装饰者模式：

既继承又委托。动态添加对象功能。如加缓冲优化IO：FileOutputStream -> BufferedOutputStream

5、观察者模式：

UI上的Onclick 事件，JMS 的onMessage 事件等。

二、优化组件和方法

1、缓冲 Buffer：

如IO中的BufferWriter，BufferReader 等

2、缓存 Cache：

EHCache、OSCache等

3、对象复用池：

数据库连接池 C3P0 、DBCP 等

4、负载均衡：

Apache + Tomcat 集群，Session 可以复制 （但是容易造成网络繁忙）。

Terracotta + Tomcat 集群，实现Session共享，效率高。

5、事件换空间：

不引入多余变量，实现数字 a、b 交互

a = a+b; （此时1为和sum）

b= a-b; （sum- 旧b =旧a）

a= a-b; (sum- 新B = sum - 旧A = 旧B =新A )

6、空间换时间

比如缓存。

三、字符串优化

1、字符串分割

StringTockenizer 比直接的split() 方法好

2、StringBuffer 、StringBuilder

StringBuffer 同步 、StringBuilder 非同步。

在初始化时候指定容量，如 new StringBuilder (20);

四、核心数据结构优化

1、List

ArrayList 基于数组、LinkedList 基于链表

2、Map

HashMap：基于hash算法

LinkedHashMap：有序的HashMap，按照插入顺序排序

TreeMap：继承自SortedMap，基于红黑树(一种平衡二叉树)，可以自定义排序规则 (元素继承Coparable)

3、Set: Set 是Map 的一种封装，其内部实现跟Map相同

HashSet：基于hash算法

LinkedHashSet: 有序的HashSet，按照插入顺序排序

TreeSet: 继承自SortedSet，基于红黑树(一种平衡二叉树)，可以自定义排序规则 (元素继承Coparable)

4、NIO

DirectBuffer 可以直接访问系统物理内存，不需要在JVM的堆上分配空间，铜过设置 -XX:MaxDirectMemorySize=100M 设置

5、引用类型

强引用：

软引用：

弱引用：例子，WeakHashMap，可以作为缓存

虚引用：

6、其他编码技巧

慎用异常

成员变量转化为局部变量

位移运算代替乘除法

使用arrayCopy

五、并行程序设计模式

1、Future 模式

Future 用于实现Callable 接口的class中

FutureTask 既实现 Callable 又实现 Runnable

2、 Master-Worker 模式

3、Guarded Suspension 模式

4、不变模式

5、生产者-消费者模式

六、JDK多任务框架

1、简单线程池实现

2、Executor 框架

3、自定义线程池、扩展ThreadPoolExecutor

七、JDK 并发集合

1、CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet

2、ConcurrentHashMap

3、ConcurrentLinkedQueue

4、LinkedBlockingQueu 用于生产者-消费者模式

5、LinkedBlockingDeque

八、并发控制方法

1、volatile

2、synchronized

3、Lock、ReadWriteLock

4、Condition

5、Semaphore

6、ThreadLocal

九、锁的优化

1、避免死锁

2、减小锁持有时间

3、减小锁粒度

4、读写锁分离来替换独占锁

5、锁分离

十、JVM 调优

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