Java中代码优化的30个小技巧

1.用String.format拼接字符串

String.format方法拼接url请求参数，日志打印等字符串。

但不建议在for循环中用它拼接字符串，因为它的执行效率，比使用+号拼接字符串，或者使用StringBuilder拼接字符串都要慢一些。

2.创建可缓冲的IO流

//尽量使用try-with-resources语句，可以在程序结束时自动关闭资源
try (ServletOutputStream outStr = response.getOutputStream();BufferedOutputStream buff = new BufferedOutputStream(outStr)){buff.write(text.getBytes("UTF-8"));buff.flush();
} catch (Exception e) {log.error("导出文件文件出错:{}",e);
}

使用缓冲流

        File srcFile = new File("/Users/Documents/test1/1.txt");File destFile = new File("/Users/Documents/test1/2.txt");try(FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);BufferedInputStream bis  = new BufferedInputStream(fis);BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos)) {byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = bis.read(buffer)) != -1) {bos.write(buffer, 0, len);}bos.flush();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}

3.减少循环次数

如果循环层级比较深，循环中套循环，可能会影响代码的执行效率。

如果有两层循环，如果userList和roleList数据比较多的话，需要循环遍历很多次，才能获取我们所需要的数据，非常消耗cpu资源。

如下代码所示：

//正常逻辑2层for循环处理
for(User user: userList) {for(Role role: roleList) {if(user.getRoleId().equals(role.getId())) {user.setRoleName(role.getName());}}
}

优化后的代码如下所示：

Map<Long, List<Role>> roleMap = roleList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Role::getId));
for (User user : userList) {List<Role> roles = roleMap.get(user.getRoleId());if(CollectionUtils.isNotEmpty(roles)) {user.setRoleName(roles.get(0).getName());}
}

优化思想就是减少循环次数，最简单的办法是，把第二层循环的集合变成map，这样可以直接通过key，获取想要的value数据。

虽说map的key存在hash冲突的情况，但遍历存放数据的链表或者红黑树的时间复杂度，比遍历整个list集合要小很多。

4.用完资源记得及时关闭

参考第二点尽量使用try-with-resources语句或者手动关闭资源

5.使用池技术

数据库连接池、线程池

6.消除if...else的锦囊妙计，反射时添加缓存

我们都知道通过反射创建对象实例，比使用new关键字要慢很多。

由此，不太建议在用户请求过来时，每次都通过反射实时创建实例。

有时候，为了代码的灵活性，又不得不用反射创建实例，这时该怎么办呢？

答：加缓存。

先看以下代码

publicinterface IPay {  void pay();
}  @Service
publicclass AliaPay implements IPay {  @Overridepublic void pay() {  System.out.println("===发起支付宝支付===");  }
}  @Service
publicclass WeixinPay implements IPay {  @Overridepublic void pay() {  System.out.println("===发起微信支付===");  }
}  @Service
publicclass JingDongPay implements IPay {  @Overridepublic void pay() {  System.out.println("===发起京东支付===");  }
}  @Service
publicclass PayService {  @Autowiredprivate AliaPay aliaPay;  @Autowiredprivate WeixinPay weixinPay;  @Autowiredprivate JingDongPay jingDongPay;  public void toPay(String code) {  if ("alia".equals(code)) {  aliaPay.pay();  } elseif ("weixin".equals(code)) {  weixinPay.pay();  } elseif ("jingdong".equals(code)) {  jingDongPay.pay();  } else {  System.out.println("找不到支付方式");  }  }
}

这里违法了设计模式六大原则的：开闭原则 和 单一职责原则。

开闭原则：对扩展开放，对修改关闭。就是说增加新功能要尽量少改动已有代码。

单一职责原则：顾名思义，要求逻辑尽量单一，不要太复杂，便于复用。

先创建一个注解
在所有的支付类上都加上该注解
增加最关键的类PayService2

/*** @Author: Ywh* @Date: 2022/7/25 14:50* @Description*/
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface PayCode {String value();String name();
}@PayCode(value = "alia", name = "支付宝支付")
@Component("alia")
public class AliaPay implements IPay {@Overridepublic void pay() {System.out.println("===发起支付宝支付===");}
}@PayCode(value = "jingdong", name = "京东支付")
@Component("jingdong")
public class JingDongPay implements IPay {@Overridepublic void pay() {System.out.println("===发起京东支付===");}
}@PayCode(value = "weixin", name = "微信支付")
@Component("weixin")
public class WeixinPay implements IPay {@Overridepublic void pay() {System.out.println("===发起微信支付===");}
}@Service
@Slf4j
public class PayService2 implements ApplicationListener<ContextRefreshedEvent> {private static Map<String, IPay> payMap = null;@Overridepublic void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent contextRefreshedEvent) {//在初始化或刷新ApplicationContext时发布ApplicationContext applicationContext = contextRefreshedEvent.getApplicationContext();//获取所有拥有特定payCode注解的Bean（AliPay、WeiXinPay、JindDongPay）Map<String, Object> beansWithAnnotation = applicationContext.getBeansWithAnnotation(PayCode.class);if (beansWithAnnotation != null) {payMap = new HashMap<>();beansWithAnnotation.forEach((key, value) -> {String bizType = value.getClass().getAnnotation(PayCode.class).value();payMap.put(bizType, (IPay) value);});}}public void pay(String code) {payMap.get(code).pay();}
}@GetMapping("/pay")@ApiOperation("测试支付")public void pay(String code){payService2.pay(code);}

PayService2类实现了ApplicationListener接口，这样在onApplicationEvent方法中，就可以拿到ApplicationContext的实例。这一步，其实是在spring容器启动的时候，spring通过反射我们处理好了。

我们再获取打了PayCode注解的类，放到一个map中，map中的key就是PayCode注解中定义的value，跟code参数一致，value是支付类的实例。

这样，每次就可以每次直接通过code获取支付类实例，而不用if...else判断了。如果要加新的支付方法，只需在支付类上面打上PayCode注解定义一个新的code即可。

注意：这种方式的code可以没有业务含义，可以是纯数字，只要不重复就行。

7.多线程处理

一句话把串行执行的接口变成并行执行；

并行执行

在java8之前可以通过实现Callable接口，获取线程返回结果。

java8以后通过CompleteFuture类实现该功能。我们这里以CompleteFuture为例：

public UserInfo getUserInfo(Long id) throws InterruptedException, ExecutionException {final UserInfo userInfo = new UserInfo();CompletableFuture userFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {getRemoteUserAndFill(id, userInfo);return Boolean.TRUE;}, executor);CompletableFuture bonusFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {getRemoteBonusAndFill(id, userInfo);return Boolean.TRUE;}, executor);CompletableFuture growthFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {getRemoteGrowthAndFill(id, userInfo);return Boolean.TRUE;}, executor);CompletableFuture.allOf(userFuture, bonusFuture, growthFuture).join();userFuture.get();bonusFuture.get();growthFuture.get();return userInfo;
}

8.懒加载

有时候，创建对象是一个非常耗时的操作，特别是在该对象的创建过程中，还需要创建很多其他的对象时。

我们以单例模式为例。

在介绍单例模式的时候，必须要先介绍它的两种非常著名的实现方式：饿汉模式 和 懒汉模式。

8.1 `饿汉模式`

实例在初始化的时候就已经建好了，不管你有没有用到，先建好了再说。具体代码如下：

public class SimpleSingleton {//持有自己类的引用private static final SimpleSingleton INSTANCE = new SimpleSingleton();//私有的构造方法private SimpleSingleton() {}//对外提供获取实例的静态方法public static SimpleSingleton getInstance() {return INSTANCE;}
}

使用饿汉模式的好处是：没有线程安全的问题，但带来的坏处也很明显。

8.2 `懒汉模式`

顾名思义就是实例在用到的时候才去创建，“比较懒”，用的时候才去检查有没有实例，如果有则返回，没有则新建。具体代码如下：

public class SimpleSingleton2 {private static SimpleSingleton2 INSTANCE;private SimpleSingleton2() {}public static SimpleSingleton2 getInstance() {if (INSTANCE == null) {INSTANCE = new SimpleSingleton2();}return INSTANCE;}
}

示例中的INSTANCE对象一开始是空的，在调用getInstance方法才会真正实例化。

懒汉模式相对于饿汉模式，没有提前实例化对象，在真正使用的时候再实例化，在实例化对象的阶段效率更高一些。

除了单例模式之外，懒加载的思想，使用比较多的可能是：

spring的@Lazy注解。在spring容器启动的时候，不会调用其getBean方法初始化实例。
mybatis的懒加载。在mybatis做级联查询的时候，比如查用户的同时需要查角色信息。如果用了懒加载，先只查用户信息，真正使用到角色了，才取查角色信息。

9.初始化集合时指定大小

在创建集合时指定了大小，比没有指定大小，添加10万个元素的效率提升了一倍。

如果你看过ArrayList源码，你就会发现它的默认大小是10，如果添加元素超过了一定的阀值，会按1.5倍的大小扩容。

你想想，如果装10万条数据，需要扩容多少次呀？而每次扩容都需要不停的复制元素，从老集合复制到新集合中，需要浪费多少时间呀。

//示例
List<Integer> list = new ArrayList<>();
//正例
List<Integer> list2 = new ArrayList<>(100000);

10.不要满屏try...catch异常

可以使用全局异常处理：RestControllerAdvice

@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {@ExceptionHandler(Exception.class)public String handleException(Exception e) {if (e instanceof ArithmeticException) {return "数据异常";}if (e instanceof Exception) {return "服务器内部异常";}retur nnull;}
}

11.位运算效率更高

12.巧用第三方工具类

如果你引入com.google.guava的pom文件，会获得很多好用的小工具。这里推荐一款com.google.common.collect包下的集合工具：Lists。

      //guava提供的字符串工具类Strings.isNullOrEmpty("");//返回trueStrings.nullToEmpty(null);//""Strings.nullToEmpty("chen");//返回"chen"Strings.emptyToNull("");//返回nullStrings.emptyToNull("chen");//返回"chen"  Strings.commonPrefix("aaab", "aac");//"aa"否则返回""Strings.commonSuffix("aaac", "aac");//"aac"否则返回""

13.用同步代码块代替同步方法

在某些业务场景中，为了防止多个线程并发修改某个共享数据，造成数据异常。

为了解决并发场景下，多个线程同时修改数据，造成数据不一致的情况。通常情况下，我们会：加锁。

但如果锁加得不好，导致锁的粒度太粗，也会非常影响接口性能。

在java中提供了synchronized关键字给我们的代码加锁。

通常有两种写法：在方法上加锁 和 在代码块上加锁。

先看看如何在方法上加锁：

public synchronized doSave(String fileUrl) {mkdir();uploadFile(fileUrl);sendMessage(fileUrl);
}

这里加锁的目的是为了防止并发的情况下，创建了相同的目录，第二次会创建失败，影响业务功能。

但这种直接在方法上加锁，锁的粒度有点粗。因为doSave方法中的上传文件和发消息方法，是不需要加锁的。只有创建目录方法，才需要加锁。

我们都知道文件上传操作是非常耗时的，如果将整个方法加锁，那么需要等到整个方法执行完之后才能释放锁。显然，这会导致该方法的性能很差，变得得不偿失。

这时，我们可以改成在代码块上加锁了，具体代码如下：

public void doSave(String path,String fileUrl) {synchronized(this) {if(!exists(path)) {mkdir(path);}}uploadFile(fileUrl);sendMessage(fileUrl);
}

这样改造之后，锁的粒度一下子变小了，只有并发创建目录功能才加了锁。而创建目录是一个非常快的操作，即使加锁对接口的性能影响也不大。

最重要的是，其他的上传文件和发送消息功能，任然可以并发执行。

14.不用的数据及时清理

在Java中保证线程安全的技术有很多，可以使用synchroized、Lock等关键字给代码块加锁。

但是它们有个共同的特点，就是加锁会对代码的性能有一定的损耗。

其实，在jdk中还提供了另外一种思想即：用空间换时间。

没错，使用ThreadLocal类就是对这种思想的一种具体体现。

ThreadLocal为每个使用变量的线程提供了一个独立的变量副本，这样每一个线程都能独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。

ThreadLocal的用法大致是这样的：

先创建一个CurrentUser类，其中包含了ThreadLocal的逻辑。

public class CurrentUser {private static final ThreadLocal<UserInfo> THREA_LOCAL = new ThreadLocal();public static void set(UserInfo userInfo) {THREA_LOCAL.set(userInfo);}public static UserInfo get() {THREA_LOCAL.get();}public static void remove() {THREA_LOCAL.remove();}
}

在业务代码中调用CurrentUser类。
```
public void doSamething(UserDto userDto) {UserInfo userInfo = convert(userDto);CurrentUser.set(userInfo);...//业务代码UserInfo userInfo = CurrentUser.get();...
}
```
在业务代码的第一行，将userInfo对象设置到CurrentUser，这样在业务代码中，就能通过CurrentUser.get()获取到刚刚设置的userInfo对象。特别是对业务代码调用层级比较深的情况，这种用法非常有用，可以减少很多不必要传参。

但在高并发的场景下，这段代码有问题，只往ThreadLocal存数据，数据用完之后并没有及时清理。

ThreadLocal即使使用了WeakReference（弱引用）也可能会存在内存泄露问题，因为 entry对象中只把key(即threadLocal对象)设置成了弱引用，但是value值没有。

那么，如何解决这个问题呢？

public void doSamething(UserDto userDto) {UserInfo userInfo = convert(userDto);try{CurrentUser.set(userInfo);...//业务代码UserInfo userInfo = CurrentUser.get();...} finally {CurrentUser.remove();}
}

需要在finally代码块中，调用remove方法清理没用的数据。

15.用equals方法比较是否相等

16.避免创建大集合

尽量分页处理

17.状态用枚举

public enum OrderStatusEnum {  CREATE(1, "下单"),  PAY(2, "支付"),  DONE(3, "完成"),  CANCEL(4, "撤销");  private int code;  private String message;  OrderStatusEnum(int code, String message) {  this.code = code;  this.message = message;  }  public int getCode() {  return this.code;  }  public String getMessage() {  return this.message;  }  public static OrderStatusEnum getOrderStatusEnum(int code) {  return Arrays.stream(OrderStatusEnum.values()).filter(x -> x.code == code).findFirst().orElse(null);  }
}

而且使用枚举的好处是：

代码的可读性变强了，不同的状态，有不同的枚举进行统一管理和维护。
枚举是天然单例的，可以直接使用==号进行比较。
code和message可以成对出现，比较容易相关转换。
枚举可以消除if...else过多问题。

聊聊Java中代码优化的30个小技巧18.把固定值定义成静态常量

使用static final关键字修饰静态常量，static表示静态的意思，即类变量，而final表示不允许修改。

两个关键字加在一起，告诉Java虚拟机这种变量，在内存中只有一份，在全局上是唯一的，不能修改，也就是静态常量。

19.避免大事务

很多小伙伴在使用spring框架开发项目时，为了方便，喜欢使用@Transactional注解提供事务功能。

没错，使用@Transactional注解这种声明式事务的方式提供事务功能，确实能少写很多代码，提升开发效率。

但也容易造成大事务，引发其他的问题。

下面用一张图看看大事务引发的问题。

从图中能够看出，大事务问题可能会造成接口超时，对接口的性能有直接的影响。

我们该如何优化大事务呢？

少用@Transactional注解
将查询(select)方法放到事务外
事务中避免远程调用
事务中避免一次性处理太多数据
有些功能可以非事务执行
有些功能可以异步处理

大家可以参考关于大事务的这篇文章《让人头痛的大事务问题到底要如何解决？》

20.消除过长的if...else

更详细的内容可以看看这篇文章《消除if...else是9条锦囊妙计》

21.防止死循环

22.注意BigDecimal的坑

通常我们会把一些小数类型的字段（比如：金额），定义成BigDecimal，而不是Double，避免丢失精度问题。

常识告诉我们使用BigDecimal能避免丢失精度。

但是使用BigDecimal能避免丢失精度吗？

答案是否定的。

为什么？

BigDecimal amount1 = new BigDecimal(0.02);
BigDecimal amount2 = new BigDecimal(0.03);
System.out.println(amount2.subtract(amount1));

结果：

0.0099999999999999984734433411404097569175064563751220703125

不科学呀，为啥还是丢失精度了？

使用BigDecimal构造函数初始化对象，也会丢失精度。

那么，如何才能不丢失精度呢？

BigDecimal amount1 = BigDecimal.valueOf(0.02);
BigDecimal amount2 = BigDecimal.valueOf(0.03);
System.out.println(amount2.subtract(amount1));

聊聊Java中代码优化的30个小技巧23.尽可能复用代码

24.foreach循环中不remove元素

循环有很多种写法，比如：while、for、foreach等。

public class Test2 {public static void main(String[] args) {List<String> list = Lists.newArrayList("a","b","c");for (String temp : list) {if ("c".equals(temp)) {list.remove(temp);}}System.out.println(list);}
}//执行结果：
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationExceptionat java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)at com.sue.jump.service.test1.Test2.main(Test2.java:24)

这种在foreach循环中调用remove方法删除元素，可能会报ConcurrentModificationException异常。

如果想在遍历集合时，删除其中的元素，可以用for循环，例如：

 List<String> list = Lists.newArrayList("a","b","c");for (int i = 0; i < list.size(); i++) {String temp = list.get(i);if ("c".equals(temp)) {list.remove(temp);}}System.out.println(list);

聊聊Java中代码优化的30个小技巧25.避免随意打印日志

使用isDebugEnabled判断一下，如果当前的日志级别是debug才打印日志。生产环境默认日志级别是info，在有些紧急情况下，把某个接口或者方法的日志级别改成debug，打印完我们需要的日志后，又调整回去。

方便我们定位问题，又不会产生大量的垃圾日志，一举两得

@PostMapping("/query")
public List<User> query(@RequestBody List<Long> ids) {if (log.isDebugEnabled()) {log.debug("request params:{}", ids);}List<User> userList = userService.query(ids);if (log.isDebugEnabled()) {log.debug("response:{}", userList);}return userList;
}

聊聊Java中代码优化的30个小技巧26.比较时把常量写前面

private static final String FOUND_NAME = "苏三";
...if(null == user) {return;
}
if(FOUND_NAME.equals(user.getName())) {System.out.println("找到："+user.getName());
}

在使用equals做比较时，尽量将常量写在前面，即equals方法的左边。

这样即使user.getName()返回的数据为null，equals方法会直接返回false，而不再是报空指针异常。

27.名称要见名知意

28.SimpleDateFormat线程不安全

使用java8的DateTimeFormatter类。

聊聊Java中代码优化的30个小技巧29.少用Executors创建线程池

我们都知道JDK5之后，提供了ThreadPoolExecutor类，用它可以自定义线程池。

线程池的好处有很多，下面主要说说这3个方面。

降低资源消耗：避免了频繁的创建线程和销毁线程，可以直接复用已有线程。而我们都知道，创建线程是非常耗时的操作。
提供速度：任务过来之后，因为线程已存在，可以拿来直接使用。
提高线程的可管理性：线程是非常宝贵的资源，如果创建过多的线程，不仅会消耗系统资源，甚至会影响系统的稳定。使用线程池，可以非常方便的创建、管理和监控线程。

当然JDK为了我们使用更便捷，专门提供了：Executors类，给我们快速创建线程池。

该类中包含了很多静态方法：

newCachedThreadPool：创建一个可缓冲的线程，如果线程池大小超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
newFixedThreadPool：创建一个固定大小的线程池，如果任务数量超过线程池大小，则将多余的任务放到队列中。
newScheduledThreadPool：创建一个固定大小，并且能执行定时周期任务的线程池。
newSingleThreadExecutor：创建只有一个线程的线程池，保证所有的任务安装顺序执行。

在高并发的场景下，如果大家使用这些静态方法创建线程池，会有一些问题。

那么，我们一起看看有哪些问题？

newFixedThreadPool：允许请求的队列长度是Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致OOM。
newSingleThreadExecutor：允许请求的队列长度是Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致OOM。
newCachedThreadPool：允许创建的线程数是Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致OOM。

那我们该怎办呢？

优先推荐使用ThreadPoolExecutor类，我们自定义线程池。

ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(8, //corePoolSize线程池中核心线程数10, //maximumPoolSize 线程池中最大线程数60, //线程池中线程的最大空闲时间，超过这个时间空闲线程将被回收TimeUnit.SECONDS,//时间单位new ArrayBlockingQueue(500), //队列new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); //拒绝策略

聊聊Java中代码优化的30个小技巧顺便说一下，如果是一些低并发场景，使用Executors类创建线程池也未尝不可，也不能完全一棍子打死。在这些低并发场景下，很难出现OOM问题，所以我们需要根据实际业务场景选择。

30.Arrays.asList转换的集合别修改

在我们日常工作中，经常需要把数组转换成List集合。

因为数组的长度是固定的，不太好扩容，而List的长度是可变的，它的长度会根据元素的数量动态扩容。

在JDK的Arrays类中提供了asList方法，可以把数组转换成List。

正例：

String [] array = new String [] {"a","b","c"};
List<String> list = Arrays.asList(array);
for (String str : list) {System.out.println(str);
}

在这个例子中，使用Arrays.asList方法将array数组，直接转换成了list。然后在for循环中遍历list，打印出它里面的元素。

如果转换后的list，只是使用，没新增或修改元素，不会有问题。

反例：

String[] array = new String[]{"a", "b", "c"};
List<String> list = Arrays.asList(array);
list.add("d");
for (String str : list) {System.out.println(str);
}

执行结果：

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:148)
at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:108)
at com.sue.jump.service.test1.Test2.main(Test2.java:24)

会直接报UnsupportedOperationException异常。

为什么呢？

答：使用Arrays.asList方法转换后的ArrayList，是Arrays类的内部类，并非java.util包下我们常用的ArrayList。

Arrays类的内部ArrayList类，它没有实现父类的add和remove方法,用的是父类AbstractList的默认实现。

我们看看AbstractList是如何实现的：

public void add(int index, E element) {throw new UnsupportedOperationException();
}public E remove(int index) {throw new UnsupportedOperationException();
}

该类的add和remove方法直接抛异常了，因此调用Arrays类的内部ArrayList类的add和remove方法，同样会抛异常。

说实话，Java代码优化是一个比较大的话题，它里面可以优化的点非常多，我没办法一一列举完。在这里只能抛砖引玉，介绍一下比较常见的知识点，更全面的内容，需要小伙伴们自己去思考和探索。

这篇文章写了很久，花了很多时间和心思，如果你看了文章有些收获，记得给我点赞鼓励一下喔。

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