【软件构造】第八章第三节 性能优化的代码调优

第八章第三节 性能优化的代码调优模式

本节学习如何通过对代码的修改，消除性能瓶 颈，提高系统性能？——代码调优、面向性 能的设计模式

Outline

• Java调优
  • 代码调优的概念
  • 单例模式（Singleton Pattern）
  • 享元模式（Flyweight Pattern）
  • 原型模式（Prototype Pattern）
  • 对象池模式（Object Pool Pattern）
• 常见的Java I/O方法

 Notes

## 代码调优

【代码调优的概念】

• 代码调优：代码调优不是为了修复bug，而是对正确的代码进行修改以提高其性能，其常常是小规模的变化
  • 调优不会减少代码行数
  • 不要猜原因，而应有明确的优化目标
  • 不要边写程序边调优
  • 不是性能优化的第一选择
  • 代码行数与性能之间无必然的联系
  • 代码调优建立在对程序性能的精确度量基础之上（profiling）
  • 当程序做过某些调整之后，要重新profiling并重新了解需要优化的性能瓶颈，微小的变化能导致优化方向大不相同
• 性能从不是追求的第一目标，正确性比性能更重要

【单例模式（Singleton Pattern）】

• 定义：某些类在应用运行期间只需要一个实例。
• 现状：某些类在运行时只要需要一个实例就new，导致很多情况下创建多个object。
• 更好的选择：强制client只能创建一个object实例，避免因为new操作所带来的时空性能（尤其是GC）的损失，也便于复用。

• 优点： 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

• 缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。
• 实现：
  • 对重构的代码进行封装，只提供一个访问点
  • 提供static的方法允许指定调用
• 模式图：

• 注意：
  • 1.    只创建一个实例，并且只提供一个全局的访问点；避免创建多个实例的可能。
  • 2.    资源共享情况下，获取实例的方法必须适应多线程并发访问。
  • 3.    提高访问性能。
  • 4.    懒加载（Lazy Load），在需要的时候才被构造。

 【享元模型（Flyweight Pattern）】

• 使用场景： 1、系统有大量相似对象。 2、需要缓冲池的场景。
• 特点：该模式允许在应用 中不同部分共享使用objects，降低大量objects带来的时空代价
• 对象的内部状态：不管在什么场合使用该object，内部特征都不变。
• 对象的外部状态：不是固定的，需要在不同场合context分别指派/计算其值。
• 实现：
  • flyweight声明一个接口来接受外部状态并采取行动
  • ConcreteFlyweight保存可共享状态，UnsharedConcreteFlyweight不可共享
  • FlyweightFactory负责flyweight的创建、管理、提供给客户端
  • 客户端通过索引获取flyweight对象，调用方法计算外在状态
• 优点：大大减少对象的创建，降低系统的内存，使效率提高。
• 缺点：提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱
• 模式图：

【原型模式（Prototype Pattern）】

【对象池模式（Object Pool Pattern）】

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## 常见Java I/O

具体请移步  Java I/O 总结