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，也引來了一些批評。贏得的贊嘆主要是Java的跨平臺的操作性，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，從而引來了很多的批評。對于服務(wù)器端的應(yīng)用程序，由于不大涉及到界面設(shè)計和程序的頻繁重啟，Java的性能問題看似不大明顯，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，但實際上，Java的性能問題在服務(wù)器端依然存在。下面我將分四個方面來討論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)于性能的基本知識一關(guān)于性能的基本知識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方面作為評判性能的標(biāo)準(zhǔn)。1）運(yùn)算的性能哪一個算法的執(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)行時的效率和性能最高。3）啟動的時間程序啟動需要多少時間。4）程序的可伸縮性程序在用戶負(fù)載過重的情況下的表現(xiàn)。5）性能的認(rèn)識用戶怎樣才能認(rèn)識到程序的性能。對于不同的應(yīng)用程序，對性能的要求也不同。例如，大部分的應(yīng)用程序在啟動時需要較長的時間，從而對啟動時間的要求有所降低；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)用程序來講非常重要?？偟膩碇v，對應(yīng)用程序的要求將決定對各個性能的優(yōu)先級。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主要方面：（1）程序設(shè)計的方法和模式一個良好的設(shè)計能提高程序的性能，這一點不僅適用于JAVA，也適用也任何的編程語言。因為它充分利用了各種資源，如內(nèi)存，CPU高速緩存，對象緩沖池及多線程，從而設(shè)計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原來的設(shè)計是比較困難

5、的，但是，程序性能的重要性常常要高于設(shè)計上帶來的變化。因此，在編程開始之前就應(yīng)該有一個好的設(shè)計模型和方法。（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)，及時編譯的技術(shù)(JustInTimeCompilierTechnology)適應(yīng)性優(yōu)化技術(shù)（AdaptiveOptimizationTechnology）動態(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)一般都通過優(yōu)化線程模型，調(diào)整堆和棧的大小來優(yōu)化JAVA的性能。在考慮提高JAVA的性能時，首先要找到影響JAVA性能的瓶頸（BottleNecks），在確認(rèn)了設(shè)計的合理性后，應(yīng)該調(diào)整JAVA布署的環(huán)境，通過改變一些參數(shù)來提高JAVA應(yīng)用程序的性能。具體內(nèi)容見第二節(jié)。（3

7、）JAVA應(yīng)用程序的實現(xiàn)當(dāng)討論應(yīng)用程序的性能問題時，大多數(shù)的程序員都會考慮程序的代碼，這當(dāng)然是對的，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)行每個函數(shù)或方法所消耗掉的時間，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，但事實并非如此。實踐經(jīng)驗和事實證明，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)碼對于JAVA虛擬機(jī)(JVM)來講就是機(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)點是可以實現(xiàn)JAVA語言的跨平臺，同時生成的字節(jié)碼也比較緊湊。JAVA的一些優(yōu)點，如安全性，動態(tài)性都得保持；但缺點是省生成的字節(jié)碼沒有經(jīng)過什么優(yōu)化，同全部編譯好的

10、本地碼相比，速度比較慢。b)及時編譯技術(shù)（JustInTime）及時編譯技術(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)行時直接執(zhí)行機(jī)器碼，而不用對字節(jié)碼進(jìn)行解釋。同時對代碼也進(jìn)行了部分的優(yōu)化。這樣做的優(yōu)點是大大提高了JAVA程序的性能。同時，由于編譯的結(jié)果并不在程序運(yùn)行間保存，因此也節(jié)約了存儲空間了加載程序的

11、時間；缺點是由于JIT編譯器對所有的代碼都想優(yōu)化，因此也浪費(fèi)了很多的時間。IBM和SUN公司都提供了相關(guān)的JIT產(chǎn)品。c)適應(yīng)性優(yōu)化技術(shù)（AdaptiveOptimizationTechnology）同JIT技術(shù)相比，適應(yīng)性優(yōu)化技術(shù)并不對所有的字節(jié)碼進(jìn)行優(yōu)化。它會跟蹤程序運(yùn)行的成個過程，從而發(fā)現(xiàn)需要優(yōu)化的代碼，對代碼進(jìn)行動態(tài)的優(yōu)化。對優(yōu)化的代碼，采取8020的策略。從理論上講，程序運(yùn)行的時間越長，代碼就越優(yōu)化。其結(jié)構(gòu)圖如下：其優(yōu)點是適應(yīng)