北京java课程分享如何突破java编程的局限性

虽然说java编程开发语言是目前大多数程序员学习的主流编程语言，但是java编程语言依然存在一些无法实现的内容，下面北京java课程就一起来了解一下，程序员是如何突破java编程的局限性的。

Java功能强大、生态丰富，已无需多言。但类型、语法与编程范式方面，存在一些局限性，也长期为人所诟病。

所以，有不少开发人员试图去寻求其他语言，既可以突破Java的这些局限，又可以与Java和谐共处。

Java的祖师爷们也是非常明智，一开始就将编程语言Java与运行时环境JVM分离。

JVM负责与 *** 作系统的交互，屏蔽了具体 *** 作系统的细节，制订了一整套生成字节码的规范，使得前面这一构想得以顺利实施。

如今有众多语言运行在JVM上，Groovy、Scala、Kotlin、Clojure可能算得上是其中的佼佼者。

Groovy

Groovy是类似Ruby的动态语言，适合编写脚本、插件、测试例，DSL(领域特定语言)等。知名的自动化建构工具Gradle主要就基于Groovy。

Scala

Scala的设计初衷，就是在JVM上整合面向对象与函数式编程的各种特性。

大名鼎鼎的大数据处理框架Spark、消息中间件Kafka、用于构建可容错，可扩展、高并发应用的Akka，都是基于Scala语言编写。

Kotlin

前几日刚升级为Android官方开发语言的Kotlin，近期是一个热门。从前面讲到的Github上的star指数也可窥见一斑。

基于Kotlin的库和框架、官方工具的支持、教学视频、文档等，也肯定会层出不穷。

Clojure

Clojure被认为是基于JVM的Lisp方言，是函数式编程的铁杆。知名的大数据处理框架Storm主要就是由Clojure语言编写而成。

Ceylon

Ceylon是面向企业级应用设计开发的强静态类型编程语言，支持Java和JavaScript虚拟机。

Java自身在性能、语法、编程范式等方面，也是在不断地提高改进。

譬如Java8引入了Lambda表达式、Optional、Streams、Date/TimeAPI等，Java9带来了Jigsaw(模块化)等。

1、嵌入式领域

Java在嵌入式领域也有很大的应用。你只需要130KB就能够使用Java技术（在一块小的芯片或者传感器上），这显示了这个平台是多么的可靠。Java最初是为了嵌入式设备而设计的。

事实上，这也是Java最初的一项“立即编写，随处运行”主旨的一部分。

2、大数据技术

Hadoop和其他的大数据技术也在不同程度使用着Java，例如Apache的基于Java的Hbase，Aumulo（开源），以及。但是Java并没有占领整个领域，还有其他的大数据技术例如MongoDB就是使用C编写的如果Hadoopor和逐渐发展，那么Java就能有潜力在大数据技术领域上得到更大的发展空间。

3、软件工具

很多有用的软件和开发工具都是运用Java编写和开发的，例如Ecilpse，和NetbansIDE。我认为这些都是最经常使用的用Java编写的桌面应用程序。就如上面所说，Swing曾经在图形用户界面的客户端开发非常流行，它们大多数应用在金融服务领域以及投资银行。虽然现在JavaFx正在逐渐地流行起来，但仍然无法替代Swing，而且C#已经在大部分金融领域中代替了Swing。

4、网站应用

Java同样也在电子商务和网站开发上有着广泛的运用。你可以运用很多RESTfull架构，这些架构是用SpringMVC，Struts20和类似的框架开发出来的。甚至简单的Servlet，JSP和Struts在各种政府项目也是备受欢迎，许多政府，医疗，保险，教育，国防和其他部门的网站都是建立在Java之上的。

5、在金融服务行业的服务器应用

Java在金融服务业有着很大应用。很多的全球性投资银行例如（高盛投资公司），Citigroup（花旗集团），Barclays（巴克莱银行），（英国渣打银行）和一些其他银行都用Java编写前台和后台的电子交易系统，结算、信息确认系统，数据处理项目和以及其他的项目。

Java被运用于编写服务端应用，但大多数没有前端，都是从一个服务端（上一级）接受数据，处理数据后发向其他的处理系统（下一级）。JavaSwing由于能开发出图形用户界面的客户端供交易者使用而备受欢迎，但是现在C#正在快速地取代Swing的市场，这让Swing倍有压力。

6、交易系统

第三方交易系统，金融服务行业的一大部分，同样也是使用Java编写的。例如像Murex这种受欢迎的交易系统，运用于与许多的银行前端链接，同样也是用Java编写的。

7、J2MEApps

虽然IOS和Android的到来几乎扼杀了J2ME的市场，但是仍然有很多的低端诺基亚和三星手机在使用着J2ME。曾经有段时间大部分的游戏,手机应用都是利用MIDP和CLDC,或者J2ME部分平台编写的，以适用于Android系统。J2ME依然在蓝光、磁卡、机顶盒等产品中流行着。app之所以如此流行是因为对于所有的诺基亚手机，app仍然适用于J2ME。

8、高频交易领域

Java平台已经大大提高了性能特点和JITS，并且Java也拥有像C级别的传输性能。因此，Java也流行于编写高并发系统。虽然Java的传输性能不比C，但你可以不用考虑Java的安全性，可移植性和可维护性等问题（Java内部已经实现好了），而且Java有着更快的运行速度。安全性等问题会使一个没有经验的C程序员编写的应用程序变得更加缓慢和不可靠。

9、科学应用

现在Java经常是科学应用的默认选择，包括了自然语言处理。这最主要的原因是因为Java比起C或者其他语言有更加的安全，可移植，可维护，而且Java有着更好的高级并发工具。

10、安卓Apps

如果你想知道Java应用在哪里，你离答案并不远。打开你的安卓手机或者任何的App，它们完全是用有着谷歌AndroidAPI的Java编程语言编写的，这个API和JDK非常相似。前几年安卓刚开始起步而到今日已经很多Java程序员是安卓App的开发者。

一般需从三点入手。

一、程序本身支持高并发。

简单来说就是要优化我们的代码。

1、避免使用错误的方式，尽量不用instanceof做条件判断，不要将数组声明为：public static final 。

2、使用java中效率高的类，比如尽量使用HashMap 和ArrayList ,除非必要，否则不推荐使用HashTable和Vector ，后者由于使用同步机制，而导致了性能的开销。

3、尽量指定类的final修饰符 带有final修饰符的类是不可派生的。在Java核心API中，有许多应用final的例子，例如javalangString。为String类指定final防止了人们覆盖length()方法。另外，如果指定一个类为final，则该类所有的方法都是final。Java编译器会寻找机会内联（inline）所有的final方法（这和具体的编译器实现有关）。此举能够使性能平均提高50% 。

4、尽量重用对象，避免频繁的使用new对象。对于整个应用只需要存在一个实例的类，我们可以使用单例模式。对于工具类可以使用静态方法的方式访问。

用new关键词创建类的实例时，构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用。但如果一个对象实现了Cloneable接口，我们可以调用它的clone()方法。clone()方法不会调用任何类构造函数。

在使用设计模式（Design Pattern）的场合，如果用Factory模式创建对象，则改用clone()方法创建新的对象实

例非常简单。例如，

Java代码  收藏代码

下面是Factory模式的一个典型实现：   

public static Credit getNewCredit() {  

    return new Credit();  

}   

改进后的代码使用clone()方法，如下所示：  

private static Credit BaseCredit = new Credit();  

public static Credit getNewCredit() {  

    return (Credit) BaseCreditclone();  

}

上面的思路对于数组处理同样很有用。

5、特别是String 对象的使用中，出现字符串连接情况时应用StringBuffer 代替。由于系统不仅要花时间生成对象，以后可能还需花时间对这些对象进行垃圾回收和处理。因此，生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响。

6、StringBuffer 的使用：StringBuffer表示了可变的、可写的字符串。

它有三个构造方法 :

StringBuffer ();            //默认分配16个字符的空间  

StringBuffer (int size);  //分配size个字符的空间  

StringBuffer (String str);  //分配16个字符+strlength()个字符空间

你可以通过StringBuffer的构造函数来设定它的初始化容量，这样可以明显地提升性能。这里提到的构造函数是StringBuffer(int length)，length参数表示当前的StringBuffer能保持的字符数量。你也可以使用ensureCapacity(int minimumcapacity)方法在StringBuffer对象创建之后设置它的容量。首先我们看看StringBuffer的缺省行为，然 后再找出一条更好的提升性能的途径。

StringBuffer在内部维护一个字符数组，当你使用缺省的构造函数来创建StringBuffer对象的时候，因为没有设置初始化字符长度，StringBuffer的容量被初始化为16个字符，也就是说缺省容量就是16个字符。当StringBuffer达到最大容量 的时候，它会将自身容量增加到当前的2倍再加2，也就是（2旧值+2）。如果你使用缺省值，初始化之后接着往里面追 加字符，在你追加到第16个字符的时候它会将容量增加到34（216+2），当追加到34个字符的时候就会将容量增加到 70（234+2）。无论何事只要StringBuffer到达它的最大容量它就不得不创建一个新的字符数组然后重新将旧字符和 新字符都拷贝一遍――这也太昂贵了点。所以总是给StringBuffer设置一个合理的初始化容量值是错不了的，这样会带来 立竿见影的性能增益。

StringBuffer初始化过程的调整的作用由此可见一斑。所以，使用一个合适的容量值来初始化StringBuffer永远都是一个最佳的建议。

7、尽量使用局部变量，调用方法时传递的参数以及在调用中创建的临时变量都保存在栈（Stack）中，速度较快。其他变量，如静态变量、实例变量等，都在堆（Heap）中创建，速度较慢。另外，依赖于具体的编译器/JVM，局部变量还可能得到进一步优化。请参见《尽可能使用堆栈变量》。

8、不要重复初始化变量  默认情况下，调用类的构造函数时， Java会把变量初始化成确定的值：所有的对象被设置成null，整数变量（byte、short、int、long）设置成0，float和double变量设置成00，逻辑值设置成false。当一个类从另一个类派生时，这一点尤其应该注意，因为用new关键词创建一个对象时，构造函数链中的所有构造函数都会被自动调用。

9、在JAVA + ORACLE 的应用系统开发中，java中内嵌的SQL语句尽量使用大写的形式，以减轻ORACLE解析器的解析负担。

10、Java 编程过程中，进行数据库连接、I/O流 *** 作时务必小心，在使用完毕后，即使关闭以释放资源。因为对这些大对象的 *** 作会造成系统大的开销，稍有不慎，会导致严重的后果。

11、由于JVM的有其自身的GC机制，不需要程序开发者的过多考虑，从一定程度上减轻了开发者负担，但同时也遗漏了隐患，过分的创建对象会消耗系统的大量内存，严重时会导致内存泄露，因此，保证过期对象的及时回收具有重要意义。JVM回收垃圾的条件是：对象不在被引用；然而，JVM的GC并非十分的机智，即使对象满足了垃圾回收的条件也不一定会被立即回收。所以，建议我们在对象使用完毕，应手动置成null。

12、在使用同步机制时，应尽量使用方法同步代替代码块同步。

13、尽量减少对变量的重复计算

例如：

for(int i = 0;i < listsize; i ++) {  

            …  

}  

应替换为：  

for(int i = 0,int len = listsize();i < len; i ++) {  

            …  

}

14、尽量采用lazy loading 的策略，即在需要的时候才开始创建。

例如：    

String str = “aaa”;  

if(i == 1) {  

    listadd(str);  

}  

应替换为：  

if(i == 1) {  

    String str = “aaa”;  

    listadd(str);  

}

15、慎用异常

异常对性能不利。抛出异常首先要创建一个新的对象。Throwable接口的构造函数调用名为fillInStackTrace()的本地（Native）方法，fillInStackTrace()方法检查堆栈，收集调用跟踪信息。只要有异常被抛出，VM就必须调整调用堆栈，因为在处理过程中创建了一个新的对象。 异常只能用于错误处理，不应该用来控制程序流程。

16、不要在循环中使用trycatch，应把其放置在最外层。

17、合理的使用Java类 javautilVector。

简单地说，一个Vector就是一个javalangObject实例的数组。Vector与数组相似，它的元素可以通过整数形式的索引访问。但是，Vector类型的对象在创建之后，对象的大小能够根据元素的增加或者删除而扩展、缩小。请考虑下面这个向Vector加入元素的例子：

Java代码  收藏代码

Object obj = new Object();  

Vector v = new Vector(100000);  

for(int I=0;  

I<100000; I++) { vadd(0,obj); }

这个很简单，高并发有多种解决方法： 1、从代码上分入手，必须得保证代码没有冗余，不要有废代码； 2、从服务器上入手，高并发一台服务器并发量有限，我们可以采用多台服务器来分担压力； 3、从存储方便入手，像我们一般高并发但是数据却可以不

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