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文章来源:东平在线    发布时间:2019年06月20日 02:01:36  【字号:      】

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不注重性能的设计,只有当系统交付运行时,才 发现问题并且开始解决这一问题,但往往这只能挽救一点点。性能的管理应该一开始 就被整合到设计和开发当中去。 最普遍的问题就是临时对象大量经常的创建,这为性能埋下隐患。 性能的问题来自很多原因,最容易解决的可能是:你选择了不好的算法来进行计算,如 用冒泡法来排序巨量数据,或者你每次使用数据时都要反复计算一次,这应该使用Cache。 你能很容易的使用工具(如Borland的Optimizeit)或压力测试发现这些问题, 一旦发现,就能够立即被纠正,但是很多Java的性能问题隐藏得更深,难于修改源码就能纠正,如程序组件的接口设计。 现在我们倡导面向对象的组件可复用设计,无疑这样设计的优点是巨大的, 但是也要注意到对性能的影响。 一个java性能设计原则是,避免不必要的对象创建,对象的创建是非常耗时的, 所以你要避免不必要的临时或过多的对象创建, String是程序中最主要创建的对象,因为String是不变的,如果String长度被修改 将导致String对象再次创建,所以对性能有所注意的一般人就是尽量回避使用String, 但是这几乎是不可能的。 接口参数设计 举例 MailBot: MailBot邮件系统的有一个Header数据,它是character buffer,需要对这个character buffer 进行分析比较,那么你要做一个类Matcher,在这个类中你将Header数据读入然后配比,一个不好的做法是: public class BadRegExpMatcher {   public BadRegExpMatcher(String regExp);   /** Attempts to match the specified regular expression against the input     text, returning the matched text if possible or null if not   */  public String match(String inputText); } 这个BadRegExpMatche要求入口参数是String ,那么如果MailBot要调用他,必须自己做一个 character buffer到String的转换: BadRegExpMatcher dateMatcher = new BadRegExpMatcher(...); while (...) { ... //产生新的String String headerLine = new String(myBuffer, thisHeaderStart, thisHeaderEnd-thisHeaderStart); String result = dateMatcher.match(headerLine); if (result == null) { ... } } 很明显,这里这个由于接口不一致导致了多余的对象String headerline的创建,这是不能允许的, 应该将Matcher的接口设计成能够接纳character buffer,当然为通用性,也应该提供String的 接口参数: class BetterRegExpMatcher {   public BetterRegExpMatcher(...);   /** 提供多个接口参数的match方法  Provide matchers for multiple formats of input -- String,   character array,   and subset of character array. Return   -1 if no match was made; return offset of match start if   a match was made. */     public int match(String inputText);   public int match(char[] inputText);   public int match(char[] inputText, int offset, int length);   /** Get the next match against the input text, if any */   public int getNextMatch();   public int getMatchLength();   public String getMatchText(); } 很明显BetterRegExpMatcher的运行速度将比前面BadRegExpMatcher运行速度快。 因为在你已经写好代码的情况下,你比较难于更改一个类的接口参数,那就应该在写程序之前多 多考虑你这些接口参数的类型设定,最好有一个通盘的接口类型规定。 减少对象的创建 临时对象是那些有很短的生命周期,通常服务一些非十分有用的目标,程序员通常使用临时对象作为 数据混合包传送或者返回,为避免上述示例哪些转换接口对象的构造,你应该巧妙的避免创造这些临时对象,以防止给你的程序留下性能的阴影。 上述示例说明性能问题在于String对象,但是String在对象创建中又是如此的普遍,String是不变的,一旦赋值,就不会变化,不少程序员 认为不变的东西总是会导致坏的性能,其实它并不是这么简单,实际上,性能好坏在于你如何使用这个东西。 对于经常需要变化的String,很明显使用Stringbuffer来代替。 举例: 看下面两种实现: public class Component {  ...  protected Rectangle myBounds;   public Rectangle getBounds() { return myBounds; } } 和 public class Component {   public Rectangle getBounds() {     return new Rectangle(myBounds.x, myBounds.y, myBounds.height,                       myBounds.width);   }} 当使用Component分别对应有如下两种: Rectangle r = component.getBounds(); ... r.height *= 2; 和 int x = component.getBounds().x;int y = component.getBounds().y;int h = component.getBounds().height;int w = component.getBounds().width; 第一种使用方式缺点,r.height的使用已经脱离component,容易引起沟通上的误解,因为 Rectangle变化必须涉及component内容重新刷新,万一其它程序员不知道这个规则,修改 r.height(乘2),将不会去刷新component, 第二中方式是个提高,迫使componenet和其部件跟随在一起。但是带来问题是:创建了 四个临时对象。 改进办法是,在第一种的基础上,在Commponent中增加 public int getX() { return myBounds.x; } public int getY() { return myBounds.y; } public int getHeight() { return myBounds.height; }public int getWidth() { return myBounds.width; } 这样调用变成: int x = component.getX(); int y = component.getY(); int h = component.getHeight(); int w = component.getWidth(); 两全其美了不是? 这就是减少创建对象技巧之一: 增加finer-grained辅助功能 第二种技巧是:Exploit mutability 上例还有一种实现方式: public Rectangle getBounds(Rectangle returnVal) {   returnVal.x = myBounds.x;  returnVal.y = myBounds.y;  returnVal.height = myBounds.height;  returnVal.width = myBounds.width;  return returnVal; } 多巧妙,把Rectangle作为参数传进来修改一下再送出去。 技巧3是 融合变和不变于一身。 总结上面一些例子,发现一个规律:临时对象产生是在这种情况下产生的: 不变的要转换成可变的。那么针对这个根本原因我们设计出各取所需的方案。 以下例说明: Point是不变的,我们继承它,定义一个可变的子类。 public class Point {  protected int x, y;   public Point(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; }  public final int getX() { return x; }  public final int getY() { return y; } } public class MutablePoint extends Point {   public final void setX(int x) { this.x = x; }   public final void setY(int y) { this.y = y; } } 这样,可变的需求和不可变的需求各自满足,分别调用。 public class Shape {   private MutablePoint myLocation;   //返回可变的   public Shape(int x, int y) {     myLocation = new MutablePoint(x, y);   }   //返回不变的   public Point getLocation() { return (Point) myLocation; } } 远程接口 在分布式应用中,性能也是相当重要的,这里介绍如何通过检查class的接口 能简单预知分布式应用中的性能问题。 在分布式应用中,一个在这个系统中运行的对象能够调用另外一个系统的对象的方法,这是通过很多 内部机制来实现将远程对象貌似本地对象的,为了发现远程对象,你首先必须发现它,这是通过一种名称目录服务机制,比如RMO的注册,JNDO和CORBA的名称服务。 当你通过目录服务得到一个远程的对象,你不是得到一个实际的指向,而是一个和远程行为一样的stub对象的 指向, 当你调用stub对象的一个方法时,这个得marshal这个方法参数:也就是转换成byte-stream,这类似于序列化,这个stub对象通过网络将marshal后的参数发送给skeleton对象,后者负责unmarshal这些参数然后 调用真正实际的你要调用的远程方法,然后,这个方法返回一个值给skeleton,再逐个沿着刚才路线返回, 一个简单方法要做这么多工作啊。 很显然,远程方法调用要比本地方法调用来得耗时昂贵。 上面返回情况是是指返回原始型primitive,如果返回的是对象,怎么办?如果这个对象支持 远程调用,它

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