面试题：Java类性能优化之对象创建优化

Question

在Java中，频繁创建对象可能会影响性能。请阐述几种优化对象创建的方式，并说明其原理。

Answer 1

1. 对象池
   • 优化方式：提前创建一定数量的对象并放入对象池中，当需要使用对象时，从对象池中获取，使用完毕后再放回对象池中，而不是每次都创建新对象。
   • 原理：减少了对象创建和销毁的开销。对象的创建涉及内存分配、初始化等操作，销毁时涉及垃圾回收相关操作。通过对象池复用对象，避免了这些频繁的操作，提高了性能。例如在数据库连接池技术中，通过复用数据库连接对象，减少了每次获取新连接的开销。
2. 享元模式
   • 优化方式：对于一些细粒度且重复使用的对象，将对象的状态分为内部状态（不随环境改变且可共享的部分）和外部状态（随环境改变且不可共享的部分）。共享相同内部状态的对象，外部状态通过参数传入。
   • 原理：减少了内存中对象的数量。当有大量相似对象时，将共享部分提取出来，避免每个对象都重复存储相同信息，从而节省内存空间，同时也减少了对象创建的开销。比如在图形绘制系统中，对于大量相同颜色和形状的图形对象，可以使用享元模式共享这些不变的属性。
3. 延迟初始化
   • 优化方式：在真正需要使用对象时才进行创建，而不是在程序启动或某个模块初始化时就创建对象。
   • 原理：避免了不必要的对象创建。如果对象在程序运行过程中可能不会被用到，提前创建会浪费内存和创建对象的开销。通过延迟初始化，只有在需要时才创建，提高了资源的利用率。例如在单例模式的懒汉式实现中，通过延迟初始化，只有在第一次调用获取实例的方法时才创建单例对象。