J2EE系統(tǒng)優(yōu)化的幾點(diǎn)體會(huì)（二、循環(huán)）

2019-11-18 16:04:01

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　　條例二：在循環(huán)處，多下功夫

循環(huán)作為程序編寫的基本語(yǔ)法，可以說(shuō)是隨處可見。一些小的細(xì)節(jié)能帶來(lái)性能上的提升，而對(duì)循環(huán)體的一些改寫，能帶來(lái)性能的大幅提升。

比如最簡(jiǎn)單的List遍歷，會(huì)有這樣的寫法：for(int i=0;i
同樣是對(duì)List的操作，如果要在遍歷同時(shí)進(jìn)行增加和刪除操作，代碼如下：for(int i=0,j=l.size();i=0;i--){l.remove(i);}。經(jīng)過(guò)測(cè)試，如果采用ArrayList，兩種寫法在循環(huán)次數(shù)較少時(shí)沒有太大的區(qū)別，循環(huán)次數(shù)為1000，均為1ms以內(nèi)，次數(shù)為10000，前一種為60ms左右，后一種為1ms以內(nèi)，，而次數(shù)上到100000，前一種為6000ms左右，后一種為15ms，隨著循環(huán)次數(shù)的增多，后一種較前一種的效率優(yōu)勢(shì)明顯提高。
這是由Collection庫(kù)ArrayList的實(shí)現(xiàn)決定的，以下是jdk1.3的ArrayList源碼：
public Object remove(int index) {
RangeCheck(index);
modCount++;
Object oldValue = elementData[index];
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // Let gc do its work
return oldValue;
}
從中我們可以看出，numMoved代表了需要進(jìn)行arraycopy操作的數(shù)量，它是由remove的位置決定的，如果index＝0，也就是刪除第一個(gè)元素，則需要arraycopy后面的所有數(shù)據(jù)，
而如果index＝size-1，則只需將最后一個(gè)元素設(shè)為null即可。所以從后面向前循環(huán)remove是比較好的寫法。
如果List中的確存在較多的add或remove操作，且容量較大（如存儲(chǔ)幾萬(wàn)個(gè)對(duì)象），則應(yīng)該采用LinkedList作為實(shí)現(xiàn)。LinkedList內(nèi)部采用雙向鏈表作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比ArrayList占用較多內(nèi)存空間，且隨機(jī)訪問(wèn)操作較慢（需要從頭或尾循環(huán)到相應(yīng)位置），但插入刪除操作很快（僅需進(jìn)行鏈表操作，無(wú)須大量移動(dòng)或拷貝）。
對(duì)于List操作如果循環(huán)規(guī)模較小，其實(shí)對(duì)性能影響非常小（ms級(jí)），遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是性能瓶頸所在。但心中有著優(yōu)化的意識(shí)，并力求寫出簡(jiǎn)潔高效的程序應(yīng)該是我們每個(gè)程序員的追求。而且一旦在循環(huán)規(guī)模較大時(shí)，如果有了這些意識(shí)，也就能有效的消除性能隱患。
再舉一個(gè)與優(yōu)化無(wú)關(guān)但確實(shí)可能成為性能殺手（可以說(shuō)是bug）的循環(huán)的例子。下面是源代碼：
for(; totalRead < m_totalBytes; totalRead += readBytes)
{
readBytes = m_request.getInputStream().read(m_binArray, totalRead, m_totalBytes - totalRead);
}
這個(gè)代碼意圖很清楚，就是將一個(gè)InputStream流讀到一個(gè)byte數(shù)組中去。它使用read方法循環(huán)讀取InputStream，該方法返回讀取的字節(jié)數(shù)。正常情況下，該循環(huán)運(yùn)行良好，當(dāng)totalRead＝m_totalBytes時(shí)，結(jié)束循環(huán)，byte數(shù)組被正常填充。但如果仔細(xì)看一下InputStream的read方法的說(shuō)明，了解一下其返回值就會(huì)發(fā)現(xiàn)，返回值可能為－1，即已讀到InputStream末尾再繼續(xù)讀時(shí)。如果發(fā)生讀取異常，可能出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，而這個(gè)循環(huán)沒有檢查readBytes值是否為－1就往totalRead上加，這樣再次進(jìn)入循環(huán)體繼續(xù)讀取InputStream，又返回－1，繼續(xù)循環(huán)。如此循環(huán)直到int溢出才會(huì)跳出循環(huán)。而這個(gè)循環(huán)也就成了實(shí)實(shí)在在的CPU殺手，可以占去大量的CPU時(shí)間（取決于操作系統(tǒng)）。其實(shí)解決很簡(jiǎn)單，對(duì)readBytes進(jìn)行判斷，如果為-1則跳出循環(huán)。
這個(gè)例子告訴我們：對(duì)循環(huán)一定要搞清循環(huán)的循環(huán)規(guī)模、每次循環(huán)體執(zhí)行時(shí)間、循環(huán)結(jié)束條件包括異常情況等，只有這樣才能寫出高效且沒有隱患的代碼。

（出處：http://m.survivalescaperooms.com）

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