理解性能瓶颈

Java 代码优化

Pavlos Kosmetatos

Lead Engineer @Wealthyhood

什么是性能瓶颈？

它们是限制应用程序速度与效率的约束。

想象把水倒入漏斗——最窄处决定流速！

水流过漏斗

瓶颈类型

CPU 受限瓶颈

复杂计算
低效算法

I/O 受限瓶颈

数据库操作
网络调用
文件操作

内存受限瓶颈（后续课程讲解）

用 System.nanoTime() 测量性能

System.nanoTime() —— 高精度计时
- 测量耗时
- 以纳秒返回（10 亿 = 1 秒），类型为 long
与 System.currentTimeMillis() 不同，测量的是挂钟时间

long startTime = System.nanoTime();
// Code to measure
long endTime = System.nanoTime();
long duration = endTime - startTime;

使用 System.nanoTime()

// Measuring ArrayList.contains() performance
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    numbers.add(i);
}


long startTime = System.nanoTime();
boolean found = numbers.contains(99999); // O(n) operation
long endTime = System.nanoTime();

使用 System.nanoTime()

long duration = endTime - startTime;
System.out.println("Time taken: " + duration + " ns");
// Convert to milliseconds
System.out.println("Time taken: " + duration / 1_000_000.0 + " ms");

Time taken: 1239000000 ns
Time taken: 1239ms

ArrayList.contains() 是 O(n) 操作

性能测量最佳实践

进行多次测量

进行多次测量

long totalTime = 0;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    long start = System.nanoTime();
    findElementLinear(data, target);
    long iterationTime = System.nanoTime() - start;
    totalTime += iterationTime;
    System.out.println("Run " + (i+1) + ": " + iterationTime + " ns");
}
double averageTime = totalTime / 3.0;
System.out.println("Average: " + (long)averageTime + " ns");

Run 1: 3245678 ns
Run 2: 3198432 ns
Run 3: 3301234 ns
Average: 3248448 ns

性能测量最佳实践

进行多次测量
比较相对性能

// Assume we have calculated avgTimeA and avgTimeB already
System.out.println("Operation A is" + (avgTimeA / avgTimeB) + "x slower");

Operation A is 4x slower

Passons à la pratique !

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