作者通过经历的一个项目实例,介绍Java代码优化的过程,总结了优化Java程序的一些最佳实践,分析了进行优化的方法,并解释了性能提升的原因。作者从多个角度分析导致性能低的原因,并逐个进行优化,最终使得程序的性能得到极大提升,增强了代码的可读性、可扩展性。 一、衡量程序的标准
本文将介绍笔者经历的一个项目中的一部分,通过这个实例剖析代码优化的过程。下面简要地介绍该系统的相关部分。 该系统的开发语言为Java,部署在共拥有4核CPU的Linux服务器上,相关部分主要有以下操作:通过某外部系统D提供的REST API获取信息,从中提取出有效的信息,并通过JDBC 存储到某数据库系统S中,供系统其他部分使用,上述操作的执行频率为每天一次,一般在午夜当系统空闲时定时执行。为了实现高可用性(High Availability),外部系统D部署在两台服务器上,因此需要分别从这两台服务器上获取信息并将信息插入数据库中,有效信息的条数达到了上千条,数据库插入操作次数则为有效信息条数的两倍。 图 1.系统体系结构图 为了快速地实现预期效果,在最初的实现中优先考虑了功能的实现,而未考虑系统性能和代码可读性等。系统大致有以下的实现:
笔者开始分析整个过程有哪些耗时操作,以及如何提升效率,缩短程序执行的时间。通过REST API获取信息,因为是使用外部系统提供的API,所以无法在此处提升效率;取得信息之后解析出有效部分,因为是对特定格式的信息进行解析,所以也无效率提升的空间。所以,效率可以大幅度提升的空间在数据库操作部分以及程序控制部分。下面,分条叙述对耗时操作的改进方法。 1. 针对日志记录的优化 关闭日志记录,或者更改日志输出级别。因为从两台服务器的外部系统D上获取到的信息是相同的,所以数据库插入操作会抛出异常,异常信息类似于“Attempt to insert duplicate record”,这样的异常信息跟有效信息的条数相等,有上千条。这种情况是能预料到的,所以可以考虑关闭日志记录,或者不关闭日志记录而是更改日志输出 级别,只记录严重级别(severe level)的错误信息,并将此类操作的日志级别调整为警告级别(warning level),这样就不会记录以上异常信息了。本项目使用的是 Java 自带的日志记录类,以下配置文件将日志输出级别设置为严重级别。 清单 1. log.properties 设置日志输出级别的片段
2. 针对数据库连接的优化 共享数据库连接。共有 5 次数据库连接操作,每次都需重新建立数据库连接,数据库插入操作完成之后又立即释放了,数据库连接没有被复用。为了做到共享数据库连接,可以通过单例模式 (Singleton Pattern)获得一个相同的数据库连接,每次数据库连接操作都共享这个数据库连接。这里没有使用数据库连接池(Database Connection Pool)是因为在程序只有少量的数据库连接操作,只有在大量并发数据库连接的时候才需要连接池。 清单 2. 共享数据库连接的代码片段
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