Question

我有一个从C移植到Java的程序。两个应用程序都使用快速排序来订购一些分区数据（基因组坐标）。

Java版本运行速度很快，但我想让它更接近C版本。我正在使用Sun JDK v6u14。

显然我无法与C应用程序保持一致，但我想了解我可以做些什么来尽可能地提高性能（在环境范围内）。

我可以做些什么来测试应用程序的不同部分，内存使用情况等的性能？具体来说，我该怎么做？

此外，我可以实现哪些技巧（通常）来更改类和变量的属性和组织，减少内存使用并提高速度？

编辑：我使用Eclipse，显然更喜欢任何第三方工具的免费选项。谢谢！

Answer 1

不要试图超越jvm。

特别是：

不要试图避免创建对象为了表现
使用不可变对象适用。
使用对象的范围正确的，这样GC就可以做到工作
在你指的地方使用原语原语（例如，非可空的int 与可空的整数相比）
使用内置算法和数据结构
处理并发时使用java.util.concurrent包。
对性能的正确性。首先做好，然后测量，然后用剖析器进行测量，然后进行优化。

Answer 2

显然，个人资料资料个人资料。对于Eclipse，有TPTP。这是关于TPTP plugin for Eclipse的文章。 Netbeans有自己的profiler。 jvisualvm作为独立工具很不错。（整个dev.java.net服务器目前似乎已经停止，但它非常活跃。）

首先要做的是使用库排序例程Collections.sort;这将要求您的数据对象为Comparable。这可能足够快，肯定会提供良好的基线。

一般提示：

避免使用您不需要的锁（您的JVM可能已经优化了这些锁）
使用StringBuilder（不是StringBuffer，因为我刚才提到的那个锁定事物）而不是连接String个对象
尽你所能final;如果可能的话，让你的课程完全不可改变
如果您没有在循环中更改变量的值，请尝试将其挂出并查看它是否有所不同（JVM可能已经为您完成此操作）
尝试使用ArrayList（甚至是数组），因此您访问的内存是连续的，而不是像LinkedList
Quicksort可以并行化;考虑这样做（见quicksort parallelization）
尽可能减少数据的可见性和实时时间（但不要扭曲算法，除非分析显示它是一个巨大的胜利）。

Answer 3

使用分析器：

visualvm（免费，有限）
jprofiler（商业）
yourkit java profiler（商业）
hprof（免费，有限，仅限控制台）

使用提供商提供的最新版本的JVM。顺便提一下，Sun的Java 6更新14确实带来了performance improvements。

测量GC吞吐量和pick the best garbage collector for your workload。

Answer 4

不要过早优化。

衡量绩效，然后进行优化。

尽可能使用最终变量。它不仅允许JVM 优化更多，也让你的代码更易于阅读和维护。

如果使对象不可变，则不必克隆它们。

首先通过更改算法进行优化，然后通过更改实现进行优化。

有时您需要采用旧式技术，例如循环展开或缓存预先计算的值。记住它们，即使它们看起来不好看，它们也很有用。

Answer 5

另外尝试调整VM的运行时参数 - 例如，VM的最新版本包含以下标志，可以在某些情况下提高性能。

-XX:+DoEscapeAnalysis

Answer 6

jvisualvm现在附带JDK 6 - 这就是上面引用的链接不起作用的原因。只需输入“jvisualvm＆lt; pid＆gt;”，其中＆lt; pid＆gt;是您要跟踪的进程的ID。你将会看到如何使用堆，但你不会看到填充它的是什么。

如果这是一个长时间运行的过程，您可以在运行时打开-server选项。您可以使用许多调整选项;那只是一个。

Answer 7

首先需要注意的是 - 在开始任何优化工作之前，请确保已完成适当的分析或基准测试。结果通常可以启发你，并且几乎总能为你节省大量精力来优化无关紧要的事情。

假设您确实需要它，那么您可以在Java中获得与C相当的性能，但需要花费一些精力。您需要知道JVM在哪里做“额外工作”并避免这些。

特别是：

避免不必要的对象创建。虽然JVM堆和GC非常快速和高效（可能是世界上最好的，并且几乎肯定比你在C中可以自己推出的任何东西更好），但它仍然是堆分配，并且将通过避免第一个堆中的堆来打败地方（堆叠或注册分配）
避免使用盒装基元。您希望使用double而不是Double。
使用原始数组可用于任何大块数据。 Java原始数组基本上和C / C ++数组一样快（它们确实有额外的边界检查，但这通常是无关紧要的）
避免任何同步 - Java线程相当不错，但它仍然是您可能不需要的开销。为每个线程提供自己的数据。
利用并发性 - Java的并发支持非常好。您也可以使用所有核心！这是一个很大的话题，但有很多好书/教程可供选择。
如果您有某些非常具体的要求，请使用专门的收集类来处理某些类型的数据，例如：支持一些专门的排序/搜索算法。您可能需要自己动手，但也有一些好的库可以提供高性能的集合类，可以满足您的需求 - 例如， Javoltion
避免使用大课程 - 这是性能代码中的设计气味。每一层抽象都会花费你的成本。非常快的Java代码通常最终看起来像C ....
使用静态方法 - JIT可以非常好地优化这些方法。它通常会内联它们。
使用最终具体类 - 再次，JIT可以通过避免虚函数调用来优化这些。
生成您自己的字节码 - 如果其他所有方法都失败了，如果您想要从JVM中获得绝对最大性能，这可能是一个可行的选择。如果您需要编译自己的DSL，特别有用。使用类似ASM的内容。

Answer 8

如果您的算法占用大量CPU，您可能需要考虑利用并行化。您可以在多个线程中进行排序，并在以后合并结果。

然而，这并不是一个轻率的决定，因为编写并发代码很难。

Answer 9

您不能使用Java库中包含的排序函数吗？

您至少可以查看两个排序函数之间的速度差异。

Answer 10

方法论上，您必须对应用程序进行概要分析，然后了解程序的哪些组件是时间和内存密集型的：然后仔细查看这些组件，以提高其性能（请参阅{{3} }）。

从纯粹的技术POV，你可以使用一些java-to-nativecode编译器，比如Excelsior的jet，但我要注意最近的JVM非常快，所以VM不应该以有意义的方式影响。

Answer 11

您的排序代码只执行一次，例如在命令行实用程序中，只需对其进行排序或多次，例如一个响应某些用户输入而进行排序的webapp？

有可能在代码执行几次后性能会显着提高，因为如果HotSpot VM决定您的代码是热点，它可能会积极优化。

与C / C ++相比，这是一个很大的优势。

VM在运行时优化了经常使用的代码，并且它做得非常好。因此，性能实际上可以超过C / C ++。真。 ;）

但是，您的自定义比较器可能是一个优化的地方。

尝试在更昂贵的东西（例如字符串比较）之前首先检查廉价的东西（例如int比较）。我不确定这些提示是否适用，因为我不知道你的比较器。

使用Collections.sort（列表，比较器）或Arrays.sort（数组，比较器）。数组变体会更快一些，请参阅相应的文档。

正如安德烈亚斯之前所说：不要试图超越虚拟机。

Answer 12

除了代码的微优化之外，可能还存在其他性能增强路径。如何使用不同的算法来实现您希望程序执行的操作？可能是一个不同的数据结构？

或者交换一些磁盘/ ram空间以提高速度，或者如果你可以在加载程序期间预先放弃一些时间，你可以预先计算查找表而不是进行计算 - 这样，处理速度很快。即，可以对其他资源进行一些权衡。

Answer 13

Here's what I would do, in any language.如果样本显示您的排序比较例程在很长一段时间内处于活动状态，您可能会找到一种简化它的方法。但也许时间在其他地方。在修复任何事情之前先诊断，看看有什么坏了。如果你解决了最重要的事情，那么很有可能，那么其他事情将是最重要的事情，等等，直到你真正获得了相当不错的加速。

Answer 14

配置并调整您的java程序和主机。大多数代码遵循80/20规则。这是20％的代码80％的时间，所以找到20％并尽可能快地完成。例如，文章Tuning Java Servers（http://www.infoq.com/articles/Tuning-Java-Servers）提供了从命令行向下钻取的描述，然后使用Java Flight recorder，Eclipse Memory Analyzer和JProfiler等工具隔离问题。

Java性能提示

14 个答案: