程序开发注意的几点延伸

 

程序开发注意：

1、最基本的建议是尽早释放无用对象的引用。如：
　　A a = new A()；
　　//应用a对象
　　a = null； //当使用对象a之后主动将其设置为空
　　…
　　注：如果a 是方法的返回值，不要做这样的处理，否则你从该方法中得到的返回值永远为空，而且这种错误不易被发现、排除
　　2、尽量少用finalize函数。它会加大GC的工作量。

每一个对象都有finalize函数 ,主要用于回收本对象的资源. 但是，它会加大GC的工作量，因此尽量少采用finalize方式回收资源 . 基本上我们程序中没有用到
　　3、如果需要使用经常用到的图片，可以使用soft应用类型。它尽可能把图片保存在内存中

Eg :

Soft Reference的主要特点是据有较强的引用功能。只有当内存不够的时候，才进行回收这类内存，因此在内存足够的时候，它们通常不被回收。另外，这些引用对象还能保证在Java抛出OutOfMemory 异常之前，被设置为null.它可以用于实现一些常用图片的缓存，实现Cache的功能，保证最大限度的使用内存而不引起OutOfMemory.以下给出这种引用类型的使用伪代码；

//申请一个图像对象

Image image=new Image();//创建Image对象

…

//使用 image

…

//使用完了image，将它设置为soft 引用类型，并且释放强引用；

SoftReference sr=new SoftReference(image);

image=null;

…

//下次使用时

if (sr!=null) image=sr.get();

else{

//由于GC由于低内存，已释放image，因此需要重新装载；

image=new Image();

sr=new SoftReference(image);

}

　　4、注意集合数据类型，包括数组、树、图、链表等数据结构，这些数据结构对GC来说，回收更为复杂。

Eg: 使用数组的正确方法:
test(){

List a = new ArrayList();

a.add("111");

a.add("222");

}  main(){    List a = new ArrayList();

    a.add("111");

    a.add("222");

}

当test方法执行完后,a对象就被标示未引用状态,引用计数为0的时候,自然会被gc回收;
显示调用clear的方法作用是,让elementData数组的对象,提前得到释放.
如果a不是局部变量的时候, 就需要调用a.clear() 及时的清空.提早释放数组内的内容;

　　5、尽量避免在类的默认构造器中创建、初始化大量的对象，防止在调用其自类的构造器时造成不必要的内存资源浪费

Eg:尽量减少这种在class中声明了但是没有用到的变量。

　　6、尽量避免强制系统做垃圾内存的回收，增长系统做垃圾回收的最终时间

Eg : 尽量避免手动调用System.gc(); 来强制系统执行垃圾回收。但是Java语言规范并不保证GC一定会执行. 我们项目中基本上不会存在。
　　7、尽量避免显式申请数组空间

Eg :

错误的：

String[] test = new String[50];

 

正确的：

String[] test;

If(collection.hasNext()){

test= new String[collection.size()]; // 1. 这样可以避免创建的数组大小不符合。 2.如果haxNext() = false , 就不需要创建数组. 从而避免因为创建数组而分配内存空间.

}

 

 

　　8、尽量做远程方法调用类应用开发时使用瞬间值变量，除非远程调用端需要获取该瞬间值变量的值。

在做远程方法调用（RMI）类的应用开发时，应该遇到过使用瞬间值（transient）变量与实现java.lang.Serializable接口的问题，之所以要使对象实现java.lang.Serializable接口，是因为这样就可以从远程环境以对象流的方式，将对象传递到相应的调用环境中，但是有时这些被传递的对象的一些属性数据并不需要被传递，因为这些数据成员对于应用需求而言是无关紧要的，那么这些数据变量就可以将其声明为瞬间值变量。被声明成瞬间值的变量就不会被传递，这样就可以节约调用端运行环境的内存资源.
　　9、尽量在合适的场景下使用对象池技术以提高系统性能

基本上，只在重复生成某种对象的操作成为影响性能的关键因素的时候，才适合采用对象池技术。

下面描述对象池技术：

分析对象池技术基本原理的基础上，给出了对象池技术的两种实现方式。还指出了使用对象池技术时所应注意的问题。

　　java对象的生命周期分析

　　Java对象的生命周期大致包括三个阶段：对象的创建，对象的使用，对象的清除。因此，对象的生命周期长度可用如下的表达式表示：T = T1 + T2 +T3.其中T1表示对象的创建时间，T2表示对象的使用时间，而T3则表示其清除时间。由此，我们可以看出，只有T2是真正有效的时间，而T1、T3则是对象本身的开销。下面再看看T1、T3在对象的整个生命周期中所占的比例。

　　我们知道，Java对象是通过构造函数来创建的，在这一过程中，该构造函数链中的所有构造函数也都会被自动调用。另外，默认情况下，调用类的构造函数时，Java会把变量初始化成确定的值：所有的对象被设置成null，整数变量（byte、short、int、long）设置成0，float和double变量设置成0.0，逻辑值设置成false.所以用new关键字来新建一个对象的时间开销是很大的，如表1所示。

　　表1 一些操作所耗费时间的对照表

运算操作

示例

标准化时间

本地赋值

i = n

1.0

实例赋值

this.i = n

1.2

方法调用

Funct()

5.9

新建对象

New Object()

980

新建数组

New int[10]

3100

　　从表1可以看出，新建一个对象需要980个单位的时间，是本地赋值时间的980倍，是方法调用时间的166倍，而若新建一个数组所花费的时间就更多了。

　　再看清除对象的过程。我们知道，Java语言的一个优势，就是Java程序员勿需再像C/C++程序员那样，显式地释放对象，而由称为垃圾收集器（Garbage Collector）的自动内存管理系统，定时或在内存凸现出不足时，自动回收垃圾对象所占的内存。凡事有利总也有弊，这虽然为Java程序设计者提供了极大的方便，但同时它也带来了较大的性能开销。这种开销包括两方面，首先是对象管理开销，GC为了能够正确释放对象，它必须监控每一个对象的运行状态，包括对象的申请、引用、被引用、赋值等。其次，在GC开始回收“垃圾”对象时，系统会暂停应用程序的执行，而独自占用CPU.

　　因此，如果要改善应用程序的性能，一方面应尽量减少创建新对象的次数；同时，还应尽量减少T1、T3的时间，而这些均可以通过对象池技术来实现。

　　对象池技术的基本原理

　　对象池技术基本原理的核心有两点：缓存和共享，即对于那些被频繁使用的对象，在使用完后，不立即将它们释放，而是将它们缓存起来，以供后续的应用程序重复使用，从而减少创建对象和释放对象的次数，进而改善应用程序的性能。事实上，由于对象池技术将对象限制在一定的数量，也有效地减少了应用程序内存上的开销。

　　实现一个对象池，一般会涉及到如下的类：

　　1）对象池工厂（ObjectPoolFactory）类

　　该类主要用于管理相同类型和设置的对象池（ObjectPool），它一般包含如下两个方法：

　　createPool：用于创建特定类型和设置的对象池；

　　destroyPool：用于释放指定的对象池；

　　同时为保证ObjectPoolFactory的单一实例，可以采用Singleton设计模式，见下述getInstance方法的实现：

public static ObjectPoolFactory getInstance() {

　if (poolFactory == null) {

　　poolFactory = new ObjectPoolFactory();

　}

　return poolFactory;

}

　　2）参数对象（ParameterObject）类

　　该类主要用于封装所创建对象池的一些属性参数，如池中可存放对象的数目的最大值（maxCount）、最小值（minCount）等。

　　3）对象池（ObjectPool）类

　　用于管理要被池化对象的借出和归还，并通知PoolableObjectFactory完成相应的工作。它一般包含如下两个方法：

　　getObject：用于从池中借出对象；

　　returnObject：将池化对象返回到池中，并通知所有处于等待状态的线程；

　　4）池化对象工厂（PoolableObjectFactory）类

　　该类主要负责管理池化对象的生命周期，就简单来说，一般包括对象的创建及销毁。该类同ObjectPoolFactory一样，也可将其实现为单实例。

　　通用对象池的实现

　　对象池的构造和管理可以按照多种方式实现。最灵活的方式是将池化对象的Class类型在对象池之外指定，即在ObjectPoolFactory类创建对象池时，动态指定该对象池所池化对象的Class类型，其实现代码如下：

. . .

public ObjectPool createPool(ParameterObject paraObj,Class clsType) {

　return new ObjectPool(paraObj, clsType);

}

. . .

　　其中，paraObj参数用于指定对象池的特征属性，clsType参数则指定了该对象池所存放对象的类型。对象池（ObjectPool）创建以后，下面就是利用它来管理对象了，具体实现如下：

public class ObjectPool {

　private ParameterObject paraObj;//该对象池的属性参数对象

　private Class clsType;//该对象池中所存放对象的类型

　private int currentNum = 0; //该对象池当前已创建的对象数目

　private Object currentObj;//该对象池当前可以借出的对象

　private Vector pool;//用于存放对象的池

　public ObjectPool(ParameterObject paraObj, Class clsType) {

　　this.paraObj = paraObj;

　　this.clsType = clsType;

　　pool = new Vector();

　}

　public Object getObject() {

　　if (pool.size() <= paraObj.getMinCount()) {

　　　if (currentNum <= paraObj.getMaxCount()) {

　　　　//如果当前池中无对象可用，而且已创建的对象数目小于所限制的最大值，就利用

　　　　//PoolObjectFactory创建一个新的对象

　　　　PoolableObjectFactory objFactory =PoolableObjectFactory.getInstance();

　　　　currentObj = objFactory.create Object (clsType);

　　　　currentNum++;

　　　} else {

　　　　//如果当前池中无对象可用，而且所创建的对象数目已达到所限制的最大值，

　　　　//就只能等待其它线程返回对象到池中

　　　　synchronized (this) {

　　　　　try {

　　　　　　wait();

　　　　　} catch (InterruptedException e) {

　　　　　　System.out.println(e.getMessage());

　　　　　　e.printStackTrace();

　　　　　}

　　　　　currentObj = pool.firstElement();

　　　　}

　　　}

　　} else {

　　　//如果当前池中有可用的对象，就直接从池中取出对象

　　　currentObj = pool.firstElement();

　　}

　　return currentObj;

}

　　public void returnObject(Object obj) {

　　　// 确保对象具有正确的类型

　　　if (obj.isInstance(clsType)) {

　　　　pool.addElement(obj);

　　　　synchronized (this) {

　　　　　notifyAll();

　　　　}

　　　} else {

　　　　throw new IllegalArgumentException("该对象池不能存放指定的对象类型");

　　　}

　　}

}

　　从上述代码可以看出，ObjectPool利用一个java.util.Vector作为可扩展的对象池，并通过它的构造函数来指定池化对象的Class类型及对象池的一些属性。在有对象返回到对象池时，它将检查对象的类型是否正确。当对象池里不再有可用对象时，它或者等待已被使用的池化对象返回池中，或者创建一个新的对象实例。不过，新对象实例的创建并不在ObjectPool类中，而是由PoolableObjectFactory类的createObject方法来完成的，具体实现如下：

. . .

public Object createObject(Class clsType) {

　Object obj = null;

　try {

　　obj = clsType.newInstance();

　} catch (Exception e) {

　　e.printStackTrace();

　} 

　return obj;

}

. . .

　　这样，通用对象池的实现就算完成了，下面再看看客户端（Client）如何来使用它，假定池化对象的Class类型为StringBuffer：

. . .

//创建对象池工厂

ObjectPoolFactory poolFactory = ObjectPoolFactory. getInstance ();

//定义所创建对象池的属性

ParameterObject paraObj = new ParameterObject(2,1);

//利用对象池工厂,创建一个存放StringBuffer类型对象的对象池

ObjectPool pool = poolFactory.createPool(paraObj,String Buffer.class);

//从池中取出一个StringBuffer对象

StringBuffer buffer = (StringBuffer)pool.getObject();

//使用从池中取出的StringBuffer对象

buffer.append("hello");

System.out.println(buffer.toString()); 

. . .

　　可以看出，通用对象池使用起来还是很方便的，不仅可以方便地避免频繁创建对象的开销，而且通用程度高。但遗憾的是，由于需要使用大量的类型定型（cast）操作，再加上一些对Vector类的同步操作，使得它在某些情况下对性能的改进非常有限，尤其对那些创建周期比较短的对象。

　　专用对象池的实现

　　由于通用对象池的管理开销比较大，某种程度上抵消了重用对象所带来的大部分优势。为解决该问题，可以采用专用对象池的方法。即对象池所池化对象的Class类型不是动态指定的，而是预先就已指定。这样，它在实现上也会较通用对象池简单些，可以不要ObjectPoolFactory和PoolableObjectFactory类，而将它们的功能直接融合到ObjectPool类，具体如下（假定被池化对象的Class类型仍为StringBuffer，而用省略号表示的地方，表示代码同通用对象池的实现）：

public class ObjectPool {

　private ParameterObject paraObj;//该对象池的属性参数对象

　private int currentNum = 0; //该对象池当前已创建的对象数目

　private StringBuffer currentObj;//该对象池当前可以借出的对象

　private Vector pool;//用于存放对象的池

　public ObjectPool(ParameterObject paraObj) {

　　this.paraObj = paraObj;

　　pool = new Vector();

　}

　public StringBuffer getObject() {

　　if (pool.size() <= paraObj.getMinCount()) {

　　　if (currentNum <= paraObj.getMaxCount()) {

　　　　currentObj = new StringBuffer();

　　　　currentNum++;

　　　} 

　　　. . . 

　　}

　　return currentObj;

　}

　public void returnObject(Object obj) {

　　// 确保对象具有正确的类型

　　if (StringBuffer.isInstance(obj)) {

　　　. . . 

　　}

　}

　　结束语

　　恰当地使用对象池技术，能有效地改善应用程序的性能。目前，对象池技术已得到广泛的应用，如对于网络和数据库连接这类重量级的对象，一般都会采用对象池技术。但在使用对象池技术时也要注意如下问题：

　　并非任何情况下都适合采用对象池技术。基本上，只在重复生成某种对象的操作成为影响性能的关键因素的时候，才适合采用对象池技术。而如果进行池化所能带来的性能提高并不重要的话，还是不采用对象池化技术为佳，以保持代码的简明。

　　要根据具体情况正确选择对象池的实现方式。如果是创建一个公用的对象池技术实现包，或需要在程序中动态指定所池化对象的Class类型时，才选择通用对象池。而大部分情况下，采用专用对象池就可以了。