寫出高性能的 Java 代碼需要理解 JVM、合理使用語言特性并規(guī)避常見陷阱。1. 避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象，優(yōu)先使用 StringBuilder 進(jìn)行字符串拼接，減少 GC 壓力；2. 初始化集合時(shí)指定合理容量，避免頻繁擴(kuò)容導(dǎo)致的性能開銷；3. 優(yōu)先使用基本類型而非包裝類型，避免自動(dòng)裝箱拆箱帶來的性能損耗，性能敏感場(chǎng)景可選用 TIntArrayList 等專用庫；4. 多線程環(huán)境下優(yōu)先使用 ConcurrentHashMap、LongAdder 等無鎖并發(fā)結(jié)構(gòu)，避免 synchronized 過度使用；5. 保持方法短小以利于 JIT 內(nèi)聯(lián)優(yōu)化，避免手動(dòng)將邏輯合并到大方法中；6. 謹(jǐn)慎使用 String.intern() 減少重復(fù)字符串內(nèi)存占用，但需防范元空間溢出風(fēng)險(xiǎn)；7. 避免用異?？刂屏鞒?，不在熱點(diǎn)代碼中頻繁拋出異常，改用預(yù)判邏輯或工具類；8. 合理配置 JVM 參數(shù)，如設(shè)置固定堆大小、選用 G1GC 或 ZGC、開啟 GC 日志以便分析；9. 使用 JMH、VisualVM、Async-Profiler 等工具進(jìn)行性能測(cè)試與瓶頸定位，不依賴猜測(cè)；10. 了解 JIT 編譯行為，重視代碼預(yù)熱，使用 final 類和方法提升優(yōu)化機(jī)會(huì)。高性能代碼的核心在于減少資源浪費(fèi)、充分利用 JVM 機(jī)制并通過工具驗(yàn)證優(yōu)化效果，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)具備性能意識(shí)，避免過早優(yōu)化但不忽視關(guān)鍵實(shí)踐，最終實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的 Java 應(yīng)用。

寫出高性能的 Java 代碼，不是靠堆砌技巧，而是理解 JVM、合理使用語言特性和規(guī)避常見陷阱。以下是一些關(guān)鍵實(shí)踐，能顯著提升 Java 應(yīng)用的性能和資源利用率。

1. 避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象

Java 的垃圾回收機(jī)制雖然強(qiáng)大，但頻繁的對(duì)象創(chuàng)建和銷毀會(huì)帶來 GC 壓力，影響吞吐和延遲。

建議：

• 使用對(duì)象池（謹(jǐn)慎使用，僅適用于生命周期長、創(chuàng)建代價(jià)高的對(duì)象）
• 復(fù)用可變對(duì)象，比如 StringBuilder 替代字符串拼接
• 避免在循環(huán)中創(chuàng)建臨時(shí)對(duì)象

// ? 慢：每次循環(huán)都創(chuàng)建新 String
String result = "";
for (String s : list) {
    result += s;
}

// ? 快：復(fù)用 StringBuilder
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (String s : list) {
    sb.append(s);
}
String result = sb.toString();

2. 合理使用集合類和初始容量

默認(rèn)的集合容量（如 ArrayList 初始為 10）在數(shù)據(jù)量大時(shí)會(huì)頻繁擴(kuò)容，觸發(fā)數(shù)組復(fù)制。

建議：

• 預(yù)估數(shù)據(jù)量，初始化時(shí)指定容量
• 使用 HashMap 時(shí)也指定初始容量，避免 rehash

// ? 提前設(shè)置容量，避免多次擴(kuò)容
int expectedSize = 1000;
List<String> list = new ArrayList<>(expectedSize);
Map<String, Integer> map = new HashMap<>(expectedSize);

3. 使用基本類型，避免自動(dòng)裝箱

Integer、Long 等包裝類型比 int、long 多出對(duì)象頭和引用開銷。在集合中尤其明顯。

問題示例：

// ? 使用包裝類型，頻繁裝箱/拆箱 + GC 壓力
List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    numbers.add(i); // 自動(dòng)裝箱
}

解決方案：

• 使用 int[] 或 TIntArrayList（來自 Trove、FastUtil 等高性能庫）
• 在性能敏感場(chǎng)景避免 Stream<Integer>，改用原生數(shù)組或?qū)Ｓ脦?/li>

4. 選擇合適的并發(fā)結(jié)構(gòu)

多線程環(huán)境下，錯(cuò)誤的同步方式會(huì)嚴(yán)重拖慢性能。

建議：

• 優(yōu)先使用無鎖結(jié)構(gòu)：ConcurrentHashMap、LongAdder、AtomicInteger
• 避免 synchronized 方法或代碼塊過度使用
• CopyOnWriteArrayList 只適用于讀多寫極少的場(chǎng)景

// ? 高并發(fā)計(jì)數(shù)推薦 LongAdder（比 AtomicLong 更快）
private static final LongAdder counter = new LongAdder();

public void increment() {
    counter.increment();
}

5. 減少方法調(diào)用開銷（JVM 會(huì)優(yōu)化，但你得給它機(jī)會(huì)）

現(xiàn)代 JVM（HotSpot）會(huì)內(nèi)聯(lián)方法調(diào)用，但前提是方法足夠小且調(diào)用頻繁。

建議：

• 保持方法短小，利于 JIT 編譯優(yōu)化
• 避免過度使用 final、private 以外的訪問控制（影響內(nèi)聯(lián)判斷）
• 不要手動(dòng)“內(nèi)聯(lián)”邏輯到大方法中，反而不利于優(yōu)化

6. 使用 String.intern() 謹(jǐn)慎管理字符串內(nèi)存

大量重復(fù)字符串（如 JSON 字段名、狀態(tài)碼）可考慮 intern()，復(fù)用常量池中的引用。

String status = reader.readStatus().intern(); // 減少重復(fù)字符串內(nèi)存占用

?? 注意：intern() 會(huì)進(jìn)入永久代/元空間，過多使用可能導(dǎo)致 OutOfMemoryError，Java 7+ 已優(yōu)化，但仍需監(jiān)控。

7. 合理使用 try-catch 和異常處理

異常本身不慢，但拋出異常時(shí)的棧追蹤生成很昂貴。

建議：

• 不要用異?？刂屏鞒蹋ㄈ?catch NumberFormatException 來判斷是否數(shù)字）
• 避免在熱點(diǎn)路徑中頻繁拋出異常

// ? 利用異常做判斷，性能極差
Integer num;
try {
    num = Integer.parseInt(input);
} catch (NumberFormatException e) {
    num = 0;
}

// ? 先判斷或使用工具類
num = ParseUtils.tryParseInt(input, 0);

8. 關(guān)注 JVM 調(diào)優(yōu)與監(jiān)控

代碼寫得再好，JVM 配置不合理也會(huì)拖后腿。

關(guān)鍵參數(shù)建議：

• 使用 G1GC 或 ZGC（低延遲場(chǎng)景）
• 設(shè)置合理的堆大?。?code>-Xms4g -Xmx4g（避免動(dòng)態(tài)擴(kuò)容）
• 開啟 GC 日志，定期分析：-Xlog:gc*,heap*:file=gc.log

java -Xms4g -Xmx4g \
     -XX:+UseG1GC \
     -XX:+UseStringDeduplication \
     -Xlog:gc:gc.log \
     MyApp

9. 使用性能分析工具定位瓶頸

別靠猜，用工具看：

• JMH：寫微基準(zhǔn)測(cè)試，準(zhǔn)確測(cè)量方法性能
• VisualVM / JConsole：監(jiān)控內(nèi)存、線程、GC
• Async-Profiler：采樣 CPU 和內(nèi)存，找出熱點(diǎn)方法

@Benchmark
public void testStringConcat(Blackhole blackhole) {
    String a = "hello", b = "world";
    blackhole.consume(a + b);
}

10. 了解 JIT 編譯器的行為

JVM 不是解釋執(zhí)行，而是運(yùn)行時(shí)將熱點(diǎn)代碼編譯為本地機(jī)器碼。

注意：

• 代碼預(yù)熱很重要，壓測(cè)前先運(yùn)行幾輪
• 簡(jiǎn)單的 getter/setter 會(huì)被完全內(nèi)聯(lián)
• final 類和方法更易優(yōu)化

寫高性能 Java 代碼，本質(zhì)上是：減少資源浪費(fèi)、利用 JVM 特性、用工具驗(yàn)證假設(shè)。不要過早優(yōu)化，但要在設(shè)計(jì)時(shí)就有性能意識(shí)。

基本上就這些，不復(fù)雜，但容易忽略。

以上是編寫高性能Java代碼的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！