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原作者:未知    来源:opensource.com [英文]
城府很深    计算机    2016-09-12    0评/15242阅
翻译进度:已翻译   参与翻译: KeYIKeYI (6), learner (3), 唯恐有闻 (1)

要对你的 Java 代码进行优化,需要理解 Java 不同要素之间的相互作用,以及它是如何与其运行时的操作系统进行交互的。使用下面这五个技巧和资源,开始学习如何分析和优化你的代码吧。

在我们开始之前,你也许会担心许可的问题。Java 为 Oracle 公司所有,遵循 Oracle 的 BCL 许可,该许可证不是一个免费/开源许可证。即便如此, 仍然有许多开源项目由 Oracle 公司的 Java 开发。 OpenJDK 是 Java 平台自由软件的实现,遵循 GPL v2 许可。(更多信息请参见维基百科 Free Java implementations。)

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让我们开始吧

性能优化取决于多个因素,包括垃圾收集、虚拟机和底层操作系统(OS)设置。有多个工具可供开发人员进行分析和优化时使用,你可以通过阅读 Java Tools for Source Code Optimization and Analysis 来学习和使用它们。如果你正苦苦挣扎于术语和 Java 的原理,可以先去查看 Livecoding Java category page,上面有直播,存档的视频,以及一些其他有用的信息。

“视情况而定”

必须要明白的是,没有两个应用程序可以使用相同的优化方式,也没有完美的优化 java 应用程序的参考路径。使用最佳实践并且坚持采用适当的方式处理性能优化。想要达到真正最高的性能优化,你作为一个 Java 开发人员,需要对 Java 虚拟机(JVM)和底层操作系统有正确的理解:

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  • JVM 和底层操作系统:Java 虚拟机是任何 Java 程序的家。阅读 JVM internals guide 了解更多有关于 JVM 内部和操作系统差异的内容。
  • JVM 分布模型:Java 分布模型为您的应用程序处理多个JVM实例。分布模型提高了应用程序的性能,因为它获得更多的资源来工作。你可以用两种方法继续优化。第一种方法是在一个堆大小为2GB或8GB的单服务器运行多个 JVM。第二种方法是在多个服务器上运行单个 JVM。正确方法的选择取决于多个因素,包括可用性和响应性。
  • JVM 体系结构:选择正确的 JVM 体系结构对于性能来说是很重要的。你可以选择 64 位或者 32 位的 JVM 机器。 一般来说,32 位 JVM 的性能比它对应的 64 位 JVM 要好。 只有当你需要的堆大小大于 3 GB 时,才选择 64 位的 JVM。
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清楚了性能优化和其要素,现在我们可以专注于那些可以优化你的Java应用的技巧。

1.  调整垃圾收集(GC)

由于垃圾收集的复杂性,很难发现你的应用的准确性能。不过,如果你真的想优化你的应用,你应该相应地处理垃圾收集。通用的准则是调整GC设置并同时执行性能分析。

一旦你对结果感到满意,你可以停止该过程并寻求其他优化方式。确保除了在平均事务处理时间之外,你还留心了异常值。这些异常值是造成Java应用缓慢的真正的罪魁祸首并且很难找到。

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此外,你要明白应用运行期间性能下降的效应。在每个CPU时钟内,缓慢的操作是可以忽略的,但在每个数据库事务中的缓慢操作则是非常昂贵的消耗。但是你应该根据性能短板选择你的优化策略,并根据工作负载来优化应用。

2. 正确地选择适合你的GC算法

让我们更深入地探讨GC优化。毕竟,GC优化是要处理的整个优化问题中最基本的。目前,Java中有四种供你选择的垃圾收集算法。每种算法满足不同的需求,因此你要选择适合你的需求的。很多开发人员正是因为不了解GC算法而没有优化他们的应用。

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这四个算法分别是串行回收器,并行/吞吐量回收器,CMS回收器和G1回收器。想要了解更多关于每种垃圾收集器的信息及它们是如何工作的,请查看这篇来自Takipi博客的非常棒的文章Garbage Collectors—Serial vs. Parallel vs. CMS vs. G1。这篇文章同时还讨论了Java8对GC算法的影响及其他细节上的改变。

让我们再回到GC算法上,根据Understanding Java Garbage Collection这篇文章所述,并发标记和清除GC(即"CMS")算法才是适合网络服务端应用的最佳算法。并行GC算法则适合那些内部可预测的应用。

 

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G1和CMS是并发操作的理想选择,但仍然会引起应用频繁停顿。实际的选择取决于你如何取舍。举例来说,尽管选择并行算法会带来更长的GC停顿时间,但相较于其他GC算法,选择并行算法仍是一个好主意。

3.Java 堆

Java内存堆在迎合内存需求方面担任了至关重要角色。通常更好的做法是,初始时分配最小的堆,然后通过持续的测试不断增加它的大小。大多数时候优化问题都可以通过增加堆的大小解决,但如果存在大量的GC开销,则该解决方案就不起作用。

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GC开销还会使吞吐量急剧下降,进而使得应用极其缓慢。此外,及早调整GC可以帮助你避免堆大小分配的问题。开始的时候,你可以选择任何1GB到8GB的堆大小。当你选择正确的堆大小,老生代和新生代对象的概念也就不需要了。

总而言之,堆大小应该取决于老生代和新生代对象的比率,之前的GC优化和对象集合(即所有对象占用的内存大小)。

4. 关键应用优化

关键代码优化是优化你的Java应用最好的方式。如果你的应用对GC和堆优化没有反应,那么最好是做架构改进并关注于你的应用是如何处理信息的。使用聪明的算法并管理好对象就能解决大量的问题,包括内存碎片、堆大小问题和垃圾收集的问题。

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5.使用最优的函数

Java提供了多个函数来提升算法效率。如果你使用StringBuilder代替简单的String,你可以得到微乎其微的性能提升。不过,我们还有其他方式在代码层面进行优化。让我们看看下面这些优化方法。

  • 使用StringBuilder代替+操作符。
  • 避免使用iterator()。
  • 多使用栈带来的好处。
  • 避免使用正则表达式,使用Apache Commons Lang作为代替。
  • 远离递归。递归会占用大量资源!

要想查看更多关于代码优化的东西,请阅读《十个最简单的Java性能优化技巧》。

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总结

Java的性能优化可是一个大课题,这片文章也只是抛砖引玉。如果您认为文章还需要添加补充,别忘了在下面的评论中分享您的观点。

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