随着系统复杂性的增加，Java代码的性能问题可能会逐渐显现。代码审查不仅能够捕捉错误和提高代码质量，而且还可以找出潜在的性能瓶颈。下面，我们将详细介绍如何在代码审查中寻找Java的性能问题。
1. 避免使用全局变量和静态类
静态变量和静态类是全局的，这意味着它们的生命周期与应用程序的生命周期相同。这可能导致内存泄漏，尤其是在大型应用程序中。
public class GlobalResource {
public static Map<String, Object> cache = new HashMap<>();
}
审查时，应该确保这些全局资源在不再需要时被正确地清理或避免使用它们。
2. 避免频繁的对象创建和销毁
每次创建对象都会增加GC（垃圾收集）的压力。如果在循环中频繁创建对象，可能会导致性能下降。
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
String str = new String("Hello");
// do something
}
改进：
String str;
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
str = "Hello";
// do something
}
3. 关注循环中的资源使用
在循环中打开和关闭资源（如数据库连接、文件流等）可能会导致性能下降。应确保资源在循环外部被管理。
错误的示例：
for (int i = 0; i < data.size(); i++) {
Connection conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, USER, PASS);
// do something with conn
conn.close();
}
改进：
Connection conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, USER, PASS);
for (int i = 0; i < data.size(); i++) {
// do something with conn
}
conn.close();
4. 避免在循环中进行昂贵的操作
将高开销的操作从循环中提取出来，这样可以减少不必要的计算。
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
int size = list.size(); //重复计算
// ...
}
改进：
int size = list.size();
for (int i = 0; i < size; i++) {
// ...
}
5. 使用合适的数据结构
选择合适的数据结构非常关键。例如，如果需要频繁地从中间插入和删除元素，ArrayList可能不是最佳选择，LinkedList可能更适合。
或者，如果需要高效的查找操作，HashSet可能比ArrayList更好。
List<String> list = new ArrayList<>();
// 如果要进行大量的查找操作，使用HashSet可能更合适
Set<String> set = new HashSet<>();
到目前为止，我们已经探讨了一些在Java代码审查中寻找性能问题的策略。当然，仍有更多的技巧和细节可以挖掘。在下一部分，我们将继续介绍更多关于Java代码性能优化的建议和策略。
6. 注意数据库交互
当您的Java应用程序与数据库进行交互时，查询性能成为关键。以下是一些建议：
-
使用预编译语句：预编译的SQL语句不仅更安全，还可以提高性能，因为数据库可以重复使用之前的执行计划。
错误的示例：
Statement stmt = conn.createStatement(); ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM users WHERE id = " + userId);改进：
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("SELECT * FROM users WHERE id = ?"); pstmt.setInt(1, userId); ResultSet rs = pstmt.executeQuery(); -
避免在数据库中使用"SELECT *"：只选择你真正需要的列。
-
为数据库表创建索引：确保经常用于查询条件的列有索引，以加速查找。
7. 外部API调用
调用外部API时，尤其是在循环中，会产生明显的性能开销。考虑以下例子：
for(User user : users) {
Profile profile = externalService.getUserProfile(user.getId());
// Process profile
}
每次循环都调用外部服务，这可能导致严重的性能问题。解决方法包括：
- 批处理请求：如果API支持，可以一次发送多个用户的请求。
- 缓存结果：对于重复请求或预期在短时间内不会更改的数据，可以使用缓存。
8. 注意线程管理
线程管理不当可能导致性能问题和资源浪费。
-
避免为每个任务创建新线程：线程创建和销毁有其开销。使用线程池来复用线程。
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10); -
谨慎同步：避免不必要的同步，因为它会阻塞其他线程。确保只在必要时同步，并尽量减少同步代码块的大小。
9. 优化String操作
String是Java中最常用的数据类型之一，但是它是不可变的，这意味着每次修改String都会创建一个新的对象。
-
使用StringBuilder或StringBuffer：当需要多次修改字符串时，使用StringBuilder（非线程安全）或StringBuffer（线程安全）。
StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 100; i++) { sb.append(i); } String result = sb.toString();
10. 重视日志级别
过多的日志记录会对性能产生影响，尤其是在生产环境中。确保：
- 调整日志级别以避免记录不必要的日志。
- 避免在日志语句中进行复杂的操作，如字符串连接。
if(logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("User details: " + user.toString());
}
这只是Java代码性能问题的冰山一角。性能优化是一个持续的过程，需要持续关注和审查。
Java代码审查的艺术：如何找出潜在的性能问题？（续）
11. 注意集合的大小和初始化
当初始化集合时，为其提供合适的初始大小可以避免不必要的重新分配和拷贝。
// 适当的初始化大小可以提高性能
List<String> list = new ArrayList<>(expectedSize);
12. 使用Stream API时的注意点
Java 8引入了流API，它提供了一种声明式的方法来处理数据。但是，不恰当的使用可能导致性能问题：
-
避免过度使用中间操作：每个中间操作都会产生一个新的流对象。
-
谨慎使用
parallelStream：并不是每个情况下使用并行流都会带来性能提升，有时甚至会因为线程管理和上下文切换导致性能下降。
13. 关注递归
递归函数很容易引起堆栈溢出或导致性能问题。在使用递归时，确保您有明确的基本情况，并考虑将其转换为循环以提高性能。
14. 对象池
对于经常创建和销毁的大型对象，考虑使用对象池。对象池管理复用的对象实例，从而避免了频繁的对象创建和垃圾收集。
public class ObjectPool<T> {
private List<T> available = new ArrayList<>();
public T get() {
if (available.isEmpty()) {
return create();
} else {
return available.remove(0);
}
}
public void release(T obj) {
available.add(obj);
}
protected T create() {
// Create a new object
return null;
}
}
15. 使用JMH进行微基准测试
JMH是Java的微基准测试工具。如果你不确定某个代码片段的性能，使用JMH可以帮助你进行准确的性能测量。
16. 使用性能分析工具
工具如JProfiler、YourKit和VisualVM可以帮助你找到性能瓶颈和内存泄漏。
17. 结论
Java代码审查不仅仅是找出错误。正确地做，它可以帮助你找到潜在的性能瓶颈，提供更高效、可扩展的代码。不断学习和与团队分享关于性能的最佳实践是至关重要的。
性能问题往往是微妙和复杂的，需要细致的考察和深入的理解。当然，不可能一开始就编写出完美的代码，但通过不断的努力和学习，你会更接近这个目标。