java性能

1、Java性能的優(yōu)化（上）性能的優(yōu)化（上）黃偉峰黃偉峰0179上午10:29:55Java在九十年代中期出現(xiàn)以后，在贏得贊嘆的同時(shí)，也引來(lái)了一些批評(píng)。贏得的贊嘆主要是Java的跨平臺(tái)的操作性，即所謂的”WriteOnceRunAnywhere”.但由于Java的性能和運(yùn)行效率同C相比，仍然有很大的差距，從而引來(lái)了很多的批評(píng)。對(duì)于服務(wù)器端的應(yīng)用程序，由于不大涉及到界面設(shè)計(jì)和程序的頻繁重啟，Java的性能問(wèn)題看似不大明顯，從而一些Java的技

2、術(shù)，如JSPServletEJB等在服務(wù)器端編程方面得到了很大的應(yīng)用，但實(shí)際上，Java的性能問(wèn)題在服務(wù)器端依然存在。下面我將分四個(gè)方面來(lái)討論Java的性能和執(zhí)行效率以及提高Java性能的一些方法。一關(guān)于性能的基本知識(shí)一關(guān)于性能的基本知識(shí)1性能的定義性能的定義在我們討論怎樣提高Java的性能之前，我們需要明白“性能“的真正含義。我們一般定義如下五個(gè)方面作為評(píng)判性能的標(biāo)準(zhǔn)。1）運(yùn)算的性能哪一個(gè)算法的執(zhí)行性能最好2）內(nèi)存的分配程序需要分配多

3、少內(nèi)存，運(yùn)行時(shí)的效率和性能最高。3）啟動(dòng)的時(shí)間程序啟動(dòng)需要多少時(shí)間。4）程序的可伸縮性程序在用戶(hù)負(fù)載過(guò)重的情況下的表現(xiàn)。5）性能的認(rèn)識(shí)用戶(hù)怎樣才能認(rèn)識(shí)到程序的性能。對(duì)于不同的應(yīng)用程序，對(duì)性能的要求也不同。例如，大部分的應(yīng)用程序在啟動(dòng)時(shí)需要較長(zhǎng)的時(shí)間，從而對(duì)啟動(dòng)時(shí)間的要求有所降低；服務(wù)器端的應(yīng)用程序通常都分配有較大的內(nèi)存空間，所以對(duì)內(nèi)存的要求也有所降低。但是，這并不是所這兩方面的性能可以被忽略。其次，算法的性能對(duì)于那些把商務(wù)邏輯運(yùn)用到事務(wù)

4、性操作的應(yīng)用程序來(lái)講非常重要?？偟膩?lái)講，對(duì)應(yīng)用程序的要求將決定對(duì)各個(gè)性能的優(yōu)先級(jí)。2怎樣才能提高怎樣才能提高JAVA的性能的性能提高JAVA的性能，一般考慮如下的四個(gè)主要方面：（1）程序設(shè)計(jì)的方法和模式一個(gè)良好的設(shè)計(jì)能提高程序的性能，這一點(diǎn)不僅適用于JAVA，也適用也任何的編程語(yǔ)言。因?yàn)樗浞掷昧烁鞣N資源，如內(nèi)存，CPU高速緩存，對(duì)象緩沖池及多線(xiàn)程，從而設(shè)計(jì)出高性能和可伸縮性強(qiáng)的系統(tǒng)。當(dāng)然，為了提高程序的性能而改變?cè)瓉?lái)的設(shè)計(jì)是比較困難

5、的，但是，程序性能的重要性常常要高于設(shè)計(jì)上帶來(lái)的變化。因此，在編程開(kāi)始之前就應(yīng)該有一個(gè)好的設(shè)計(jì)模型和方法。（2）JAVA布署的環(huán)境。JAVA布署的環(huán)境就是指用來(lái)解釋和執(zhí)行JAVA字節(jié)碼的技術(shù)，一般有如下五種。即解釋指令技術(shù)(InterpreterTechnology)，及時(shí)編譯的技術(shù)(JustInTimeCompilierTechnology)適應(yīng)性?xún)?yōu)化技術(shù)（AdaptiveOptimizationTechnology）動(dòng)態(tài)優(yōu)化，提前編

6、譯為機(jī)器碼的技術(shù)（DynamicOptimizationAheadOfTimeTechnology）和編譯為機(jī)器碼的技術(shù)（TranslatTechnology）.這些技術(shù)一般都通過(guò)優(yōu)化線(xiàn)程模型，調(diào)整堆和棧的大小來(lái)優(yōu)化JAVA的性能。在考慮提高JAVA的性能時(shí)，首先要找到影響JAVA性能的瓶頸（BottleNecks），在確認(rèn)了設(shè)計(jì)的合理性后，應(yīng)該調(diào)整JAVA布署的環(huán)境，通過(guò)改變一些參數(shù)來(lái)提高JAVA應(yīng)用程序的性能。具體內(nèi)容見(jiàn)第二節(jié)。（3

7、）JAVA應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)當(dāng)討論應(yīng)用程序的性能問(wèn)題時(shí)，大多數(shù)的程序員都會(huì)考慮程序的代碼，這當(dāng)然是對(duì)的，當(dāng)更重要的是要找到影響程序性能的瓶頸代碼。為了找到這些瓶頸代碼，我們一般會(huì)使用一些輔助的工具，如JprobeOptimizitVtune以及一些分析的工具如TowerJPerfmance等。這些輔助的工具能跟蹤應(yīng)用程序中執(zhí)行每個(gè)函數(shù)或方法所消耗掉的時(shí)間，從而改善程序的性能。(4)硬件和操作系統(tǒng)為了提高JAVA應(yīng)用程序的性能，而采用跟快的C

8、PU和更多的內(nèi)存，并認(rèn)為這是提高程序性能的唯一方法，但事實(shí)并非如此。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和事實(shí)證明，只有遭到了應(yīng)用程序性能的瓶頸，從而采取適當(dāng)?shù)梅椒?，如設(shè)計(jì)模式，布署的環(huán)境，操作系統(tǒng)的調(diào)整，才是最有效的。3程序中通常的性能瓶頸。程序中通常的性能瓶頸。所有的應(yīng)用程序都存在性能瓶頸，為了提高應(yīng)用程序的性能，就要盡可能的減少程序的瓶頸。以下是在JAVA程序中經(jīng)常存在的性能瓶頸。了解了這些瓶頸后，就可以有針對(duì)性的減少這些瓶頸，從而提高JAVA應(yīng)用程序的性能

9、4.提高提高JAVA程序性能的步驟程序性能的步驟為了提高JAVA程序的性能，需要遵循如下的六個(gè)步驟。JAVA的編譯器首先把JAVA源文件編譯為字節(jié)碼。這些字節(jié)碼對(duì)于JAVA虛擬機(jī)(JVM)來(lái)講就是機(jī)器的指令碼。然后，JAVA的解釋器不斷的循環(huán)取出字節(jié)碼進(jìn)行解釋并執(zhí)行。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)JAVA語(yǔ)言的跨平臺(tái)，同時(shí)生成的字節(jié)碼也比較緊湊。JAVA的一些優(yōu)點(diǎn)，如安全性，動(dòng)態(tài)性都得保持；但缺點(diǎn)是省生成的字節(jié)碼沒(méi)有經(jīng)過(guò)什么優(yōu)化，同全部編譯好的

10、本地碼相比，速度比較慢。b)及時(shí)編譯技術(shù)（JustInTime）及時(shí)編譯技術(shù)是為了解決指令解釋技術(shù)效率比較低，速度比較慢的情況下提出的，其結(jié)構(gòu)圖如下所示。其主要變化是在JAVA程序執(zhí)行之前，又JIT編譯器把JAVA的字節(jié)碼編譯為機(jī)器碼。從而在程序運(yùn)行時(shí)直接執(zhí)行機(jī)器碼，而不用對(duì)字節(jié)碼進(jìn)行解釋。同時(shí)對(duì)代碼也進(jìn)行了部分的優(yōu)化。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是大大提高了JAVA程序的性能。同時(shí)，由于編譯的結(jié)果并不在程序運(yùn)行間保存，因此也節(jié)約了存儲(chǔ)空間了加載程序的

11、時(shí)間；缺點(diǎn)是由于JIT編譯器對(duì)所有的代碼都想優(yōu)化，因此也浪費(fèi)了很多的時(shí)間。IBM和SUN公司都提供了相關(guān)的JIT產(chǎn)品。c)適應(yīng)性?xún)?yōu)化技術(shù)（AdaptiveOptimizationTechnology）同JIT技術(shù)相比，適應(yīng)性?xún)?yōu)化技術(shù)并不對(duì)所有的字節(jié)碼進(jìn)行優(yōu)化。它會(huì)跟蹤程序運(yùn)行的成個(gè)過(guò)程，從而發(fā)現(xiàn)需要優(yōu)化的代碼，對(duì)代碼進(jìn)行動(dòng)態(tài)的優(yōu)化。對(duì)優(yōu)化的代碼，采取8020的策略。從理論上講，程序運(yùn)行的時(shí)間越長(zhǎng)，代碼就越優(yōu)化。其結(jié)構(gòu)圖如下：其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)