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软件蓬勃发展，除非你先杀死它：过早优化和 Java GC 的故事

经过 Frankie6m2024/04/06

太長; 讀書

不要过度优化，让语言为您服务。故事讲得通。Java 升级可以免费提高性能。始终进行基准测试。

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LinkedList 会更快吗？我应该用 `iterator` 替换 `for each` 吗？这个 `ArrayList` 应该是 `Array` 吗？这篇文章是对一个恶意优化的回应，它已经永远铭刻在我的记忆中了。

在深入研究 Java 和解决干扰（无论是来自垃圾收集器还是上下文切换）的方法之前，让我们先来了解一下为您未来的自己编写代码的基础知识。

过早的优化是一切罪恶的根源。

您之前可能听说过，过早优化是万恶之源。嗯，有时确实如此。在编写软件时，我坚信：

尽可能详细地描述；您应该尝试像写故事一样叙述意图。
尽可能优化；这意味着您应该了解该语言的基础知识并相应地应用它们。

尽可能描述

您的代码应该表达意图，其中很多与您命名方法和变量的方式有关。

 int[10] array1; // bad int[10] numItems; // better int[10] backPackItems; // great

仅通过变量名，您就可以推断出功能。

虽然numItems是抽象的，但是backPackItems可以告诉您很多有关预期行为的信息。

或者说你有这个方法：

 List<Countries> visitedCountries() { if(noCountryVisitedYet) return new ArrayList<>(0); } // (...) return listOfVisitedCountries; }

就代码而言，这看起来或多或少还不错。

我们可以做得更好吗？我们一定可以！

 List<Countries> visitedCountries() { if(noCountryVisitedYet) return Collections.emptyList(); } // (...) return listOfVisitedCountries; }

阅读Collections.emptyList()比阅读new ArrayList<>(0);

想象一下，您是第一次阅读上述代码，并偶然发现了用于检查用户是否确实访问过各个国家的保护条款。此外，想象一下，这被埋在一个冗长的类中，阅读Collections.emptyList()肯定比new ArrayList<>(0)更具描述性，您还要确保它是不可变的，确保客户端代码无法修改它。

尽可能优化

了解你的语言，并相应地使用它。如果你需要double ，则无需将其包装在Double对象中。如果你实际上需要的只是一个Array ，那么使用List也是如此。

知道如果在线程之间共享状态，则应该使用StringBuilder或StringBuffer连接字符串：

 // don't do this String votesByCounty = ""; for (County county : counties) { votesByCounty += county.toString(); } // do this instead StringBuilder votesByCounty = new StringBuilder(); for (County county : counties) { votesByCounty.append(county.toString()); }

知道如何索引数据库。预测瓶颈并相应地进行缓存。以上都是优化。它们是您作为第一批公民应该了解和实施的优化。

怎样先杀死它？

我永远不会忘记几年前读过的一篇拙劣之作。说实话，作者很快就改口了，但这表明许多邪恶行为都是由善意引发的。

 // do not do this, ever! int i = 0; while (i<10000000) { // business logic if (i % 3000 == 0) { //prevent long gc try { Thread.sleep(0); } catch (Ignored e) { } } }

来自地狱的垃圾收集器黑客！

您可以在原始文章中阅读有关上述代码的工作原因和方式的更多信息，虽然该漏洞确实很有趣，但这是您永远不应该做的事情之一。

通过副作用起作用， Thread.sleep(0)在此块中没有任何用途
通过利用下游代码的缺陷来工作
对于任何继承此代码的人来说，它都是晦涩而神奇的

只有在使用语言提供的所有默认优化进行编写后遇到瓶颈时，才开始构建更复杂的东西。但要避免使用上述混合物。

如何处理垃圾收集器？

如果在完成所有操作之后，垃圾收集器仍然是提供阻力的部分，您可以尝试以下一些方法：

如果您的服务对延迟非常敏感以致于无法使用 GC，请运行“Epsilon GC”并完全避免使用 GC 。
-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseEpsilonGC

这显然会增加你的内存，直到你得到一个 OOM 异常，所以这要么是一个短暂的情况，要么你的程序被优化为不创建对象
如果您的服务对延迟敏感，但允许的容忍度允许一些余地，请运行 GC1 并为其提供类似-XX:MaxGCPauseTimeMillis=100内容（默认值为 250 毫秒）
如果问题是由外部库引起的，比如其中一个库调用System.gc()或Runtime.getRuntime().gc()它们是 Stop-the-world 垃圾收集器，您可以通过运行-XX:+DisableExplicitGC来覆盖有问题的行为