### 降低Java垃圾回收开销的5条建议
#### Tip1: 预测集合的容量
在Java中，标准的集合如`ArrayList`、`HashMap`等，它们的底层通常采用数组结构来存储数据。当集合中的元素数量超过数组的初始容量时，集合会自动扩容，即创建一个新的更大的数组，并将原有数组中的所有元素复制到新数组中，这一过程不仅消耗CPU资源，还会产生大量的临时对象，增加垃圾回收的压力。
为了减少这种不必要的开销，可以在创建集合时就提供一个预期的容量大小。例如，在创建`ArrayList`时，如果已知最终元素的数量，可以这样初始化：
```java
List<String> list = new ArrayList<>(100); // 假设预计有100个元素
```
这样可以在一开始就分配足够的空间，避免了后续的扩容操作，减少了垃圾回收的压力。
此外，Google的Guava库提供了更加灵活的方法来创建集合，例如：
```java
List<String> list = Lists.newArrayListWithCapacity(100);
List<String> list = Lists.newArrayListWithExpectedSize(100);
```
`newArrayListWithCapacity`方法适用于已知确切容量的情况；而`newArrayListWithExpectedSize`则考虑到实际场景中可能存在的估计偏差，提供了一个更加实用的选择。
#### Tip2: 直接处理数据流
当处理大数据量时，直接读取数据流而不是一次性加载整个文件到内存中是一种更为高效的方法。例如，读取一个大型文本文件时，传统的做法可能是：
```java
byte[] fileData = readFileToByteArray(new File("myfile.txt"));
```
这种方法会导致整个文件一次性加载到内存中，对于大文件来说，可能会导致内存溢出。此外，这种方式也会产生大量的临时对象，增加垃圾回收的负担。
为了避免这种情况，可以使用流式处理，逐步读取文件并处理数据。例如，使用`BufferedReader`逐行读取文件：
```java
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("myfile.txt"))) {
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
// 处理每一行数据
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
```
这种方法可以显著降低内存占用，并减少垃圾回收的压力。
#### Tip3: 合理设置垃圾回收器参数
选择合适的垃圾回收器及其配置参数对于提高应用性能至关重要。不同的应用场景适合不同的垃圾回收策略。例如，对于需要高吞吐量的应用，可以选择`ParallelGC`；而对于需要低延迟的应用，则可以选择`G1`或`CMS`。
合理的垃圾回收器参数设置可以极大地减少垃圾回收带来的停顿时间。例如，可以调整最大堆大小(`-Xmx`)和年轻代大小(`-Xmn`)，以及启用并行或并发垃圾回收(`-XX:+UseParallelGC` 或 `-XX:+UseConcMarkSweepGC`)。
#### Tip4: 使用对象池
对象池是一种缓存机制，它可以重复利用已经创建的对象，而不是每次需要时都创建新的对象。这种方法可以显著减少垃圾回收的频率。例如，对于经常创建和销毁的短生命周期对象，可以使用对象池来管理这些对象的创建和销毁。
Apache Commons Pool等库提供了简单易用的对象池功能。
#### Tip5: 减少临时对象的创建
在编程实践中，应尽量减少不必要的临时对象创建。例如，使用循环而非递归、复用对象而不是每次创建新对象等方法，都可以有效减少垃圾回收的压力。
通过预测集合容量、直接处理数据流、合理设置垃圾回收器参数、使用对象池以及减少临时对象的创建，可以显著降低Java程序中垃圾回收的开销，进而提高整体性能和响应速度。这些技巧不仅适用于Java 9及更高版本，也适用于之前的版本，可以帮助开发者构建更加高效、稳定的Java应用程序。
