注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

无线时代辐射无穷

抓紧生宝宝,小心辐射

 
 
 

日志

 
 

Java性能设计与贯彻落实  

2009-11-09 13:49:45|  分类: 性能提高 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

很多程序员在一开始并不注重性能的设计,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; }
}

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;


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,它又会通过查询创造一个stub和skeleton对象,这又是耗时的;如果这个对象 不支持远程调用,那么所有的对象的字段和任何涉及引用的对象都要被marshal,这也是 相当耗时的。

由此可见,一个不好的远程接口设计将完全扼杀程序的性能,为了避免网络开销,设计一次 远程调用返回多值总比多次调用,每次只返回一个值要好得多。

还有提防在不需要返回远程对象时,返回一个远程对象。不要传递很复杂不必要的对象给远程。

假设远程服务器有一个目录列表对象,每个目录项目中包含姓名 电话号码 和邮件地址等值, 下列程序:

public interface Directory extends Remote {
  DirectoryEntry[] getEntries();
  void addEntry(DirectoryEntry entry);
  void removeEntry(DirectoryEntry entry);

}

public interface DirectoryEntry extends Remote {
  String getName();
  String getPhoneNumber();
  String getEmailAddress();

}

这样设计导致结果是,当我需要一个姓名值时,首先要获得Directory 对象,再获得DirectoryEntry, 获得DirectoryEntry才能获得getName,这么来来回回,需要多少次网络开销啊。

public interface Directory extends Remote {
  String[] getNames();
  DirectoryEntry[] getEntries();

  //加入这个方法
  DirectoryEntry getEntryByName(String name);
  void addEntry(DirectoryEntry entry);
  void removeEntry(DirectoryEntry entry);

}

这样直接在Directory加上DirectoryEntry和getNames(),一次网络开销就全部解决。

当然这样的解决方案是完全建立在对分布式应用原理了解的基础上。

  评论这张
 
阅读(388)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017