【软件构造】第八章第三节 代码调优的设计模式和I/O

第八章第三节 代码调优的设计模式和I/O

本节学习如何通过对代码的修改,消除性能瓶颈,提高系统性能?——代码调优、面向性 能的设计模式

Outline

  • Java调优
    • 代码调优的概念
    • 单例模式(Singleton Pattern)
    • 享元模式(Flyweight Pattern)
    • 原型模式(Prototype Pattern)
    • 对象池模式(Object Pool Pattern)
  • 常见的Java I/O方法

 Notes

## 代码调优

【代码调优的概念】

  • 代码调优:代码调优不是为了修复bug,而是对正确的代码进行修改以提高其性能,其常常是小规模的变化
    • 调优不会减少代码行数
    • 不要猜原因,而应有明确的优化目标
    • 不要边写程序边调优
    • 不是性能优化的第一选择
    • 代码行数与性能之间无必然的联系
    • 代码调优建立在对程序性能的精确度量基础之上(profiling)
    • 当程序做过某些调整之后,要重新profiling并重新了解需要优化的性能瓶颈,微小的变化能导致优化方向大不相同
  • 性能从不是追求的第一目标,正确性比性能更重要

单例模式(Singleton Pattern)

  • 定义:某些类在应用运行期间只需要一个实例。
  • 现状:某些类在运行时只要需要一个实例就new,导致很多情况下创建多个object。
  • 更好的选择:强制client只能创建一个object实例,避免因为new操作所带来的时空性能(尤其是GC)的损失,也便于复用。
  • 优点: 1、在内存里只有一个实例,减少了内存的开销,尤其是频繁的创建和销毁实例(比如管理学院首页页面缓存)。 2、避免对资源的多重占用(比如写文件操作)。
  • 缺点:没有接口,不能继承,与单一职责原则冲突,一个类应该只关心内部逻辑,而不关心外面怎么样来实例化。
  • 实现:
    • 对重构的代码进行封装,只提供一个访问点
    • 提供static的方法允许指定调用
  • 模式图:

  • 注意
    • 1.    只创建一个实例,并且只提供一个全局的访问点;避免创建多个实例的可能。
    • 2.    资源共享情况下,获取实例的方法必须适应多线程并发访问。
    • 3.    提高访问性能。
    • 4.    懒加载(Lazy Load),在需要的时候才被构造。

 【享元模型(Flyweight Pattern)】

  • 使用场景: 1、系统有大量相似对象。 2、需要缓冲池的场景。
  • 特点:该模式允许在应用 中不同部分共享使用objects,降低大量objects带来的时空代价
  • 对象的内部状态:不管在什么场合使用该object,内部特征都不变。
  • 对象的外部状态:不是固定的,需要在不同场合context分别指派/计算其值。
  • 实现
    • flyweight声明一个接口来接受外部状态并采取行动
    • ConcreteFlyweight保存可共享状态,UnsharedConcreteFlyweight不可共享
    • FlyweightFactory负责flyweight的创建、管理、提供给客户端
    • 客户端通过索引获取flyweight对象,调用方法计算外在状态
  • 优点:大大减少对象的创建,降低系统的内存,使效率提高。
  • 缺点:提高了系统的复杂度,需要分离出外部状态和内部状态,而且外部状态具有固有化的性质,不应该随着内部状态的变化而变化,否则会造成系统的混乱
  • 模式图

【原型模式(Prototype Pattern)】

【对象池模式(Object Pool Pattern)】

 

## 常见Java I/O

 

具体请移步  Java I/O 总结

  • Java中I/O操作主要是指使用Java进行输入,输出操作. Java所有的I/O机制都是基于数据流进行输入输出,这些数据流表示了字符或者字节数据的流动序列。
  • 虽然java IO类库庞大,但总体来说其框架还是很清楚的。从是读媒介还是写媒介的维度看,Java IO可以分为:
    • 输入流:InputStream和Reader
    • 输出流:OutputStream和Writer
  • 而从其处理流的类型的维度上看,Java IO又可以分为:
    • 字节流:InputStream和OutputStream
    • 字符流:Reader和Writer
  • 下面这幅图就清晰的描述了JavaIO的分类:
-字节流字符流
输入流 InputStream Reader
输出流 OutputStream Writer

 

① InputStream/Reader 
InputStream/Reader 是输入流,这里的输入输出是相对于内存来说的。这两个类都是基类(抽象类),不能实例化对象,可以靠它的派生类来实例化对象,实现文件的各种操作。InputStream 是字节流,Reader 是字符流。

② OutputStream/Writer 
OutputStream/Writer 是输出流,这里是指输出到磁盘等存储介质上,这两个类也都是基类,可以用它们的派生类来实现各种操作。OutputStream 是字节流,Writer 是字符流。

【如何选择I/O流】

  • 确定是输入还是输出
    • 输入:输入流 InputStream Reader
    • 输出:输出流 OutputStream Writer
  • 明确操作的数据对象是否是纯文本
    • 是:字符流 Reader,Writer
    • 否:字节流 InputStream,OutputStream
  • 明确具体的设备。
    • 文件:
      读:FileInputStream,, FileReader,
      写:FileOutputStream,FileWriter
    • 数组:
      byte[ ]:ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream
      char[ ]:CharArrayReader, CharArrayWriter
    • String:
      StringBufferInputStream(已过时,因为其只能用于String的每个字符都是8位的字符串), StringReader, StringWriter
    • Socket流
      键盘:用System.in(是一个InputStream对象)读取,用System.out(是一个OutoutStream对象)打印
  • 是否需要转换流
    • 是,就使用转换流,从Stream转化为Reader、Writer:
    • InputStreamReader,OutputStreamWriter
  • 是否需要缓冲提高效率
    • 是就加上Buffered:BufferedInputStream, BufferedOuputStream, BufferedReader, BufferedWriter
  • 是否需要格式化输出

 

posted @ 2018-06-20 03:35  HongmingYou  阅读(455)  评论(0编辑  收藏  举报