J2EE系统优化的几点体会(二、循环)

12/23/2007来源:J2EE/J2ME教程人气:5363


  条例二:在循环处,多下功夫

循环作为程序编写的基本语法,可以说是随处可见。一些小的细节能带来性能上的提升,而对循环体的一些改写,能带来性能的大幅提升。

比如最简单的List遍历,会有这样的写法:for(int i=0;i
同样是对List的操作,如果要在遍历同时进行增加和删除操作,代码如下:for(int i=0,j=l.size();i=0;i--){l.remove(i);}。经过测试,如果采用ArrayList,两种写法在循环次数较少时没有太大的区别,循环次数为1000,均为1ms以内,次数为10000,前一种为60ms左右,后一种为1ms以内,,而次数上到100000,前一种为6000ms左右,后一种为15ms,随着循环次数的增多,后一种较前一种的效率优势明显提高。
这是由Collection库ArrayList的实现决定的,以下是jdk1.3的ArrayList源码
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;
}
从中我们可以看出,numMoved代表了需要进行arraycopy操作的数量,它是由remove的位置决定的,如果index=0,也就是删除第一个元素,则需要arraycopy后面的所有数据,
而如果index=size-1,则只需将最后一个元素设为null即可。所以从后面向前循环remove是比较好的写法。
如果List中的确存在较多的add或remove操作,且容量较大(如存储几万个对象),则应该采用LinkedList作为实现。LinkedList内部采用双向链表作为数据结构,比ArrayList占用较多内存空间,且随机访问操作较慢(需要从头或尾循环到相应位置),但插入删除操作很快(仅需进行链表操作,无须大量移动或拷贝)。
对于List操作如果循环规模较小,其实对性能影响非常小(ms级),远远不是性能瓶颈所在。但心中有着优化的意识,并力求写出简洁高效的程序应该是我们每个程序员的追求。而且一旦在循环规模较大时,如果有了这些意识,也就能有效的消除性能隐患。
再举一个与优化无关但确实可能成为性能杀手(可以说是bug)的循环的例子。下面是源代码:
for(; totalRead < m_totalBytes; totalRead += readBytes)
{
readBytes = m_request.getInputStream().read(m_binArray, totalRead, m_totalBytes - totalRead);
}
这个代码意图很清楚,就是将一个InputStream流读到一个byte数组中去。它使用read方法循环读取InputStream,该方法返回读取的字节数。正常情况下,该循环运行良好,当totalRead=m_totalBytes时,结束循环,byte数组被正常填充。但如果仔细看一下InputStream的read方法的说明,了解一下其返回值就会发现,返回值可能为-1,即已读到InputStream末尾再继续读时。如果发生读取异常,可能出现这个问题,而这个循环没有检查readBytes值是否为-1就往totalRead上加,这样再次进入循环体继续读取InputStream,又返回-1,继续循环。如此循环直到int溢出才会跳出循环。而这个循环也就成了实实在在的CPU杀手,可以占去大量的CPU时间(取决于操作系统)。其实解决很简单,对readBytes进行判断,如果为-1则跳出循环。
这个例子告诉我们:对循环一定要搞清循环的循环规模、每次循环体执行时间、循环结束条件包括异常情况等,只有这样才能写出高效且没有隐患的代码。

(出处:http://www.knowsky.com)