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games6471
Guest
Hinweis der Moderation: Dieser Beitrag ist inzwischen etwas in die Jahre gekommen. Einige der Tools und Informationen sind daher nicht mehr aktuell. Um jedoch keine Informationen zu vernichten ohne Ersatz zu bieten, besteht dieser Beitrag weiterhin, bis ein würdiger Ersatz geschrieben wurde.
Inhalt:
• Wieso dieser Thread ?
• Aller Anfang ist schwer. Wie fange ich überhaupt an mit Programmieren?
• Wie geht es weiter?
• Die letzen kleinen Schliffs. Wie kann ich mein Programm geschwindigkeitstechnisch verbessern?
• Vorstellungen einiger Tools zur Verbesserung und Fehlerfindung beim Programmieren
• Schlusswort
• Quellen
Wieso dieser Thread?:
Da ich bereits hier im Forum einige gesehen habe, welche sich gute Hoffnungen machen so schnell wie möglich mit dem Programmieren von Java-Projekten für Bukkit, auch Plugins genannt, anzufangen, habe ich mich entschlossen diesen kleinen Guide zu machen.
Hier in diesem Guide werde ich mich speziell auf die Programmiersprache Java beziehen. Ich hoffe ich kann Vielen mit diesem Guide helfen oder wenigstens eine Hilfestellung sein. Ebenfalls hoffe ich den etwas Erfahrenen unter uns auch neue Möglichkeiten zu öffnen.
Aller Anfang ist schwer. Wie fange ich überhaupt an mit Programmieren?
Wie oft hat man schon in diesem Forum gesehen, dass Viele sich so schnell wie möglich mit der Bukkit-API befasst haben ohne eine gewisses Grundwissen zu besitzen. Von diesen oder ähnlichen Gedanken sollte man sich vorerst lösen, denn dadurch kommen oft nur schlechte Programme oder allgemein gesagt schlechte Projekte zustande.
Für den Anfang sollte man sich ein gewisses Grundwissen anschaffen. Zwar hat jeder seine Lieblingsmethode zum Lernen, doch empfehle ich hier ein Buch. Meiner Meinung nach kann man mit einem Buch besser lernen und sich dann gelernte Zeug besser einprägen. Ebenso hat man nicht die Pflicht Internet zu besitzen oder geschweige denn überhaupt ein aufgeladenes Internetfähiges Gerät zu besitzen und die ganze Zeit auf den Display oder Monitor zu schauen. Für Anfänger empfehle ich dieses Buch:
http://www.amazon.de/dp/3827244390
Es beinhaltet grobe Informationen. Meiner Meinung nach für Anfänger ein guter Anfang um sich wenigstens ein Überblick zu gestalten. Die Kapitel über eine Datenbank oder über das GUI (grafische Oberfläche) sind nicht unbedingt notwendig, aber sie könnte später einmal wichtig werden. Auf jeden Fall die Datenbank-Verbindungen zum Beispiel für Bukkit-Plugins.
Informationen allein sind nicht alles, besonders die Praxis und die Übung spielen beim Programmieren eine große Rolle. Ihr wollt doch nicht die ganze Zeit in eurem Buch oder im Internet etwas nachschlagen oder?
Ganz genau, deswegen sollte man schon ein paar Projekte erstellt haben. Ein guter Anfang hierfür wäre die Bearbeitung aller Übungen innerhalb des Buches. Wie sagt man doch so schön „Übung macht den Meister.“ Jetzt könnt ihr euch schon an kleine Kreationen wagen.
Wie geht es weiter?
In dem Buch wird ebenfalls, dass man jederzeit die Möglichkeit hat sogenannte JavaDoc’s anzusehen. Dies sind Dokumentationen über die Funktionen einzelner Methoden und deren Aufbau. So ein JavaDoc gibt es nicht nur für Java sondern auch für Bukkit.
Java: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/
Bukkit: http://jd.bukkit.org/dev/apidocs/
Schaut euch am besten wenigstens das von Java an. Mit einer solchen Dokumentation entdeckt man meist neue und natürlich bessere Möglichkeiten sein Programm zu entwickeln.
Stichpunkte neue und bessere Möglichkeiten finden. Nun geht es daran mehr zu Lernen. Hierfür empfehle ich das openbook von Christian Ullenboom namens „Java ist auch eine Insel“ Link:
http://openbook.galileocomputing.de/javainsel/
Dieses Online-Buch ist so gigantisch riesig und beinhaltet einen gewaltigen Batzen von Informationen. Nach diesem Buch müsstet ihr einen Großteil über Java wissen. Doch wie vorher schon erwähnt ist Wissen nicht alles, sondern man benötigt auch ein gewisses Maß an Übung.
Nun sollte man problemlos sich an das Lernen von anderen APIs wie zum Beispiel der Bukkit-API ran machen können. Solltet ihr schon richtige Profis sein könnt ihr euch auch an den obfuscaten Code ran machen.
Die letzen kleinen Schliffs. Wie kann ich mein Programm geschwindigkeitstechnisch verbessern?
Jetzt geht es daran eurem noch einen kleinen Boost in Sachen Geschwindigkeit zu bringen. Wieso so etwas wichtig ist? Die Frage ist ganz einfach zu beantworten. Nämlich durch wenige sogenannte Laggs, womit geschwindigkeitsträchtig Zusammenbrüche gemeint sind, wirkt das Programm ansprechender für den Endbenutzer oder auch Kunde. Natürlich würden durch so manche Verbesserungen die Mindestanforderungen für die Leistungen eines Endgerätes sinken. Somit würde es ebenfalls interessanter. Man denke an so manche Spieletitel, die erschienen sind und es vorerst fast keiner spielen konnte, weil es einfach zu hohe Leistungen voraussetzt.
Somit kämen wir zu einem weiterem Punkt, nämlich der Einstellbarkeit, welche ich hier kurz ansprechen werde. Ich finde es meist eine Qual, dass einem Nutzer eines Computer-Produktes hier zu wenige Freiheiten gelassen werden. Ich weiß, dass so etwas viel Arbeit ist, aber es lohnt sich. Besonders die Möglichkeit die Grafiken umzustellen ist meiner Meinung nach eine große Wichtigkeit.
So jetzt bin ich aber etwas vom Thema abgekommen. Jetzt zum eigentlichen Punkt der Geschwindigkeitsverbesserung. Ich habe schon länger mit diesem Thema auseinander gesetzt und meiner Meinung nach ist ein solches Thema ein Punkt von großer Wichtigkeit. Wie oft habe ich mir schon Artikel aus dem Internet angesehen und ebenso selber ein bisschen mit Debuggern oder Profilern (Ein Programm als Beispiel unten) rumgespielt.
Für größere Projekte ist Java eine echt schlechte Umgebung, wenn es in Sachen Geschwindigkeit geht. Zuerst ist Java eine Objektorientierte Programmiersprache, damit wird eine starke Wartbarkeit unterstützt.
Weiterhin wird Java nicht in Maschinencode(01010) übersetzt, sondern in Bytecode also Zwischencode. Die eigentliche Übersetzung in den Maschinencode erfolgt erst beim Starten der Anwendung, dadurch es ist aber Java eine plattformübergreifende Umgebung. So eine Übersetzung, die erst beim Starten durchgeführt wird nennt man Just in Time (JIT).
Nun habe ich extra für diesen Guide ein paar Punkte rausgesucht, welche meiner Meinung nach ziemlich wirksam und ebenso einfach zum Benutzen sind. Eventuell werde ich auch etwas zu dem Punkte sagen und diese erklären, doch bei den meisten kann man einfach nicht mehr als einem Satz oder ein paar Wörter dazu sagen.
• Aneinander ketten von Strings
Strings sind final Objekte und somit nicht veränderbar. Sobald man sie verändert werden neue Objekte gebildet. Dies kann zu starken Geschwindigkeitsverlusten führen zum Beispiel beim aneinander ketten durch das +. Für mehr als 2 Strings, welche zusammen gehören sollen, empfehle ich entweder String.format, StringBuilder, StringBuffer oder Message.format.
• Niedrigste Sichtbarkeit --> weniger Zeug dem Speicher
Hierzu muss eigentlich nicht mehr viel sagen. Das müsste doch schon zu euren Programmierstandarten zugehören.
• Inlining/Final bei Methoden oder Klassen
Durch das Inlining oder durch Final bei Methode oder Klassen erzielen wir ebenfalls ein besserer Ergebnis. Denn hiermit können wir das Objekt oder die Methode als nicht überschreibar markieren. Dies bringt schon 5 % bessere Leistung und dies für grad mal 3 sek Arbeit.
• Static benutzen
Wieso soll den jede Instanz eines Objektes Zugriff auf eine Methode haben, welche sie auch so ausführen kann. Umso mehr Methoden zu einem Objekt gehören umso mehr muss auf den Speicher.
• Bessere Verwendung von volatile, synchronized und Locks
Manchmal kann auch volatile eine gute Alternative sein. Wenn oft etwas am Objekt geändert wird, ist aber synchronized die bessere Lösung. Bestimmt ist vielen bekannt, dass synchronized ziemlich viel Leistung kostet, da es immer einen Monitor anmeldet und immer die Daten abgleichen muss. Hier wären die Locks sogar eine bessere Lösung.
• Größe einer Collection angeben oder mit Arrays arbeiten
Wenn man bereits eine ungefähre Größe einer Collection weiß sollte man die Größe auch angeben, da die Vergrößerung von der Collection meist sehr viel Leistung zieht (Durch Instanziierung eines neuen Objektes) und wenn man genau Werte hat, sind Arrays die beste Lösung, da es anders herum meist zu einem großen Overhead führt.
• Bei Merfachverwendung sind sollte man in Erwähnung ziehen, dass Objekt zu klonen
Wenn man mehre Variablen benutzt, die einen gleichen Inhalt haben wie ein bereits existierendes Objekt, dann wäre es sinnvoller dieses zu kopieren anstatt ein komplett neues anzulegen.
• Bei großen TextComponenten (ebenso TextField und TextArea) hilft die Zuweisung null
Bei einer riesigen TextComponente lohnt es sich sogar bei einer Löschung die aktuelle TextComponente einfach null zuzuweisen und sie der Garbage Collection zu überlassen.
• GUI nur den Bereich neu zeichnen den man brauch (repaint)
Wieso sollte man denn alles neu zeichnen, wenn man nur einen kleinen Teil, welcher sich geändert hat, benötigt? Genau dafür gibt es auch die Methode repaint und diese sollte man dann auch benutzen.
• Im Hintergrund zeichnen
Hier kann man mithilfe eines kleinen Threads mit niedriger Priorität im Hintergrund zeichnen. Dies benötigt zwar mehr Arbeitsspeicher, aber falls der Benutzer das Feld aufruft, ist der Aufruf viel schneller.
• HashMap schneller als HashTabelle, da keine synchronized
Der Stickpunkt sagt doch schon alles.
• Bei nicht Wissen eines Typs ist die Überprüfung des HashCodes sinnvoll
Die Überprüfung des HashCodes ist viel schneller als die mithilfe von instanceof. Wenn man wirklich nicht weiß was für ein Objekt man besitzt, dann sollte man erst den HashCode überprüfen.
• Häufiges hinzufügen und löschen linked Listen benutzen
Ganz einfach. Bei linked Listen werden die Objekte
• Exception vermeiden außer bei großen Methoden
Bei größeren (die müssen dann aber auch wirklich richtig groß sein) Schleifen wäre es sinnvoller eine Exception zu provozieren anstatt ständig zu überprüfen, ob man nun am Ende ist. Ansonsten sollte man Exceptions wenn möglichst vermeiden. Laut Wikibook sollte die Wahrscheinlichkeit einer Exception unter 50% liegen.
• Methodenvariablen sind schneller
Variablen, welche innerhalb von Methoden stehen können schneller zugegriffen werden.
• Wieso viel, wenn es auch mit wenig geht ?
Für die einmalige eines Objektes muss man dies doch nicht extra in einer Variablen speichern zum Beispiel beim returnen erst das Objekt definieren und nicht vorher noch in einer Variablen speichern, die danach sowieso wieder verschwindet.
Weiterhin gibt es noch Optionen beim Kompilieren wie der automatischen Optimierung oder der Entfernung von Meta-Daten, aber beide empfehle ich nicht und kommen somit nicht hier vor.
Mehr verbesserte Möglichkeiten gibt es hier:
http://de.wikibooks.org/wiki/Das_Performance-Handbuch:_Implementierung_mit_Java
Bedenkt aber, dass Ihr möglichst nicht die Übersicht eueres Cods verschlechtert.
Vorstellungen einiger Tools zur Verbesserung und Fehlerfindung beim Programmieren
Beim Programmieren sollten natürlich auch keinen kleinen Tools fehlen. Hier stelle ich euch mal ein paar, welche ist selbst benutze oder benutzt hatte, vor. Natürlich habe ich diese Liste begrenzt. Ich will euch doch nicht in Informationen quälen. Was ich bestimmt bereits gemacht habe
.
• JD-GUI
JD-GUI ist ein Decompiler für Java. Mit diesem Programm kann man ohne es zu installieren (Standalone) den fertigen kompilierten Bytecode als Quelltext ansehen. Es bietet einem die Möglichkeit sein fertig kompiliertes Projekt noch einmal anzuschauen und zu überprüfen, ob der Compiler auch den Source-Code richtig kompiliert hat.
Falls das eigene Projekt auf Daten zugreift von einer anderen Quelle, wo man den Source-Code nicht kennt oder es nicht genügend Informationen über die einzelnen Methoden gibt, ist ein Decompiler ebenfalls ein gutes Hilfsmittel um sich einfach mal selbst an die Arbeit zu machen und die Funktionen einzustudieren. So habe ich das auch bei dem Scoreboard gemacht. Ich mich durch den obfuscaten Code im Package net.minecraft.server.Version durchgewühlt. Diese Möglichkeit nutze nicht nur ich sondern auch viele Plugin-Entwickler von Bukkit haben dies bereits gemacht.
• JProfiler
Wie der Name schon sagt ist JProfiler ein Profiler. Dieser bietet einfache Möglichkeiten sein Projekt zu analysieren und womöglich rauszufinden welche Quelle denn so viel Leistung zieht. Danach kann man versuchen Alternativen zu finden und diese mit dem Original zu vergleichen.
• Findbugs
Der Name sagt doch schon alles. Findbugs ist ein Source-Code-Analysierer. Dieser überprüft euren Source-Code nach Bugs oder möglichen Fehlern. Ebenso gibt er Vorschläge wie man die Performance verbessern kann oder die Sicherheit.
• Checkstyle
CheckStyle überprüft ebenfalls den Source-Code, aber dieser gibt euch nur Tipps, wie ihr eurem Code übersichtlicher gestalten könnt.
• PMD
PMD ist eine viel, viel größerer Source-Code-Analysierer. Dieser ist eine Mischung aus Findbugs und Checkstyle. Er überprüft den Source-Code nach Bugs, gibt Tipps für bessere Sicherheit und bessere Übersicht und vieles mehr. Zum Beispiel gibt er wie komplex ihr eine Klasse gestaltet habt (in Punkten von 1-15). Meiner Meinung nach ist PMD ein richtig gutes Tool und sollte wenigstens mal ausprobiert werden.
• Git/Github
Git bzw. Github müssten vielen schon bekannt sein. Es ist ein Versionen System, dies bedeutet dass man auf einfache Weise zwischen sich die Veränderung ansehen kann um diese eventuell auch rückgängig zu machen. Github ist hier ein gutes Beispiel. Man kann den Source-Code online veröffentlich (muss man nicht unbedingt) und dort können andere Entwickler oder Teammitglieder Verbesserungen oder neue Funktionen hinzufügen.
• Jenkins
Jenkins zeigt die Veränderung eines Versionen Systems auf übersichtliche Weise und gibt Endbenutzern die Möglichkeit eine automatische kompilierte Version mit allen neuen Veränderungen herunterzuladen.
Welche IDE (integrated development environment) ist die beste und welche Java-Version soll ich zum entwickeln nutzen?
Die drei berühmtesten IDEs: Eclipse, Netbeans und IntelliJ sind den meisten bestimmt schon bekannt. Viele Tutorials benutzen meistens Eclipse als IDE und somit benutzen die Zuschauer oder Leser diese ebenfalls. Doch davon kann ich abraten. Man sollte sich nicht vom Tutorial davon beeinflussen lassen, welche IDE die jeweilige Person besitzt. Meist haben die anderen IDEs dieselben Funktionen nur unter einer anderen Tastenbelegung oder unter einer anderen Option.
Jede IDE hat ihre Besonderheiten oder Vorurteile. Hier mal zwei Beispiele: „Netbeans wäre eine IDE mit vollen Funktionen während Eclipse nur durch die Plugins genauso gut wird“ oder ein Beispiel für die Besonderheiten, dass man Netbeans und IntelliJ installieren muss, aber man Eclipse ohne Installation benutzen kann. Hierzu werde ich mich nicht äußern den meiner Meinung nach sollte man die IDE benutzen, mit der man am besten zurechtkommt. Man sollte die jeweilige IDE auf jeden Fall erst ausgiebig ausprobieren bevor man etwas gegen sie aussagt, denn viele Funktionen sind meist versteckt. Besonders bei der Fehlererkennung findet man so manche sinnvolle Erkennungen.
Ach die passende Java-Version ist auch so eine Sache. Falls man zum Beispiel mit Java 7 kompiliert kommen viele Benutzer deiner Programme an und wollen sich beschweren, weil bei denen irgendein Fehler auftritt, welchen sie selbst nicht verstehen (unsupported major.minor version). Dieser Fehler kommt daher, weil der Endnutzer noch eine etwas ältere Version von Java benutzt. Jedoch gibt es auch hier ein Problem, denn manche Funktionen gibt es in den älteren Version vom Java (JDK) gar nicht zum Beispiel gibt es bei Java 6 noch keine Möglichkeit Strings innerhalb einer Switch-Schleife zu nutzen. Deshalb muss man die Auswahl der passenden Java-Version ebenfalls überdenken. Da die meisten mindestens Java 6 besitzen und nur ein kleiner Teil noch Java 5, würde ich es empfehlen das JDK für Java 6 zu nutzen. Die Endbenutzer, welche Java 7 besitzen werden keine Probleme haben, wenn du deine Projekte mit Java 6 kompiliert hast – nur anders herum geht es nicht. Ich empfehle dies auch dringend, denn ich habe schon so häufig mitbekommen, dass sich Leute über diesen Fehler beschweren.
Schlusswort
Ich hoffe, wie ich bereits im Vorwort erwähnt habe, dass ich hoffe den Anfänger sowie den Erfahrenen helfen konnte. Gerne möchte ich auch Feedback von euch erhalten zum Beispiel was ich verbessern könnte oder was ich eventuell hinzufügen kann. Ebenso bin ich natürlich für Ergänzungen offen. Habt ihr Ideen, dann einfach los in diesen Thread rein oder soll ich vielleicht so etwas ähnliches nochmal machen? Wenn ja, welches?
Dieser Guide basiert auf eigener und Erfahrungen von Bekannten.
Quellen
Inhalt:
• Wieso dieser Thread ?
• Aller Anfang ist schwer. Wie fange ich überhaupt an mit Programmieren?
• Wie geht es weiter?
• Die letzen kleinen Schliffs. Wie kann ich mein Programm geschwindigkeitstechnisch verbessern?
• Vorstellungen einiger Tools zur Verbesserung und Fehlerfindung beim Programmieren
- JD-GUI
- Proguard
- JProfiler
- Findbugs
- Checkstyle
- PMD
- Git/Github (Versionen System)
- Jenkins
• Schlusswort
• Quellen
Wieso dieser Thread?:
Da ich bereits hier im Forum einige gesehen habe, welche sich gute Hoffnungen machen so schnell wie möglich mit dem Programmieren von Java-Projekten für Bukkit, auch Plugins genannt, anzufangen, habe ich mich entschlossen diesen kleinen Guide zu machen.
Hier in diesem Guide werde ich mich speziell auf die Programmiersprache Java beziehen. Ich hoffe ich kann Vielen mit diesem Guide helfen oder wenigstens eine Hilfestellung sein. Ebenfalls hoffe ich den etwas Erfahrenen unter uns auch neue Möglichkeiten zu öffnen.
Aller Anfang ist schwer. Wie fange ich überhaupt an mit Programmieren?
Wie oft hat man schon in diesem Forum gesehen, dass Viele sich so schnell wie möglich mit der Bukkit-API befasst haben ohne eine gewisses Grundwissen zu besitzen. Von diesen oder ähnlichen Gedanken sollte man sich vorerst lösen, denn dadurch kommen oft nur schlechte Programme oder allgemein gesagt schlechte Projekte zustande.
Für den Anfang sollte man sich ein gewisses Grundwissen anschaffen. Zwar hat jeder seine Lieblingsmethode zum Lernen, doch empfehle ich hier ein Buch. Meiner Meinung nach kann man mit einem Buch besser lernen und sich dann gelernte Zeug besser einprägen. Ebenso hat man nicht die Pflicht Internet zu besitzen oder geschweige denn überhaupt ein aufgeladenes Internetfähiges Gerät zu besitzen und die ganze Zeit auf den Display oder Monitor zu schauen. Für Anfänger empfehle ich dieses Buch:
http://www.amazon.de/dp/3827244390
Es beinhaltet grobe Informationen. Meiner Meinung nach für Anfänger ein guter Anfang um sich wenigstens ein Überblick zu gestalten. Die Kapitel über eine Datenbank oder über das GUI (grafische Oberfläche) sind nicht unbedingt notwendig, aber sie könnte später einmal wichtig werden. Auf jeden Fall die Datenbank-Verbindungen zum Beispiel für Bukkit-Plugins.
Informationen allein sind nicht alles, besonders die Praxis und die Übung spielen beim Programmieren eine große Rolle. Ihr wollt doch nicht die ganze Zeit in eurem Buch oder im Internet etwas nachschlagen oder?
Ganz genau, deswegen sollte man schon ein paar Projekte erstellt haben. Ein guter Anfang hierfür wäre die Bearbeitung aller Übungen innerhalb des Buches. Wie sagt man doch so schön „Übung macht den Meister.“ Jetzt könnt ihr euch schon an kleine Kreationen wagen.
Wie geht es weiter?
In dem Buch wird ebenfalls, dass man jederzeit die Möglichkeit hat sogenannte JavaDoc’s anzusehen. Dies sind Dokumentationen über die Funktionen einzelner Methoden und deren Aufbau. So ein JavaDoc gibt es nicht nur für Java sondern auch für Bukkit.
Java: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/
Bukkit: http://jd.bukkit.org/dev/apidocs/
Schaut euch am besten wenigstens das von Java an. Mit einer solchen Dokumentation entdeckt man meist neue und natürlich bessere Möglichkeiten sein Programm zu entwickeln.
Stichpunkte neue und bessere Möglichkeiten finden. Nun geht es daran mehr zu Lernen. Hierfür empfehle ich das openbook von Christian Ullenboom namens „Java ist auch eine Insel“ Link:
http://openbook.galileocomputing.de/javainsel/
Dieses Online-Buch ist so gigantisch riesig und beinhaltet einen gewaltigen Batzen von Informationen. Nach diesem Buch müsstet ihr einen Großteil über Java wissen. Doch wie vorher schon erwähnt ist Wissen nicht alles, sondern man benötigt auch ein gewisses Maß an Übung.
Nun sollte man problemlos sich an das Lernen von anderen APIs wie zum Beispiel der Bukkit-API ran machen können. Solltet ihr schon richtige Profis sein könnt ihr euch auch an den obfuscaten Code ran machen.
Die letzen kleinen Schliffs. Wie kann ich mein Programm geschwindigkeitstechnisch verbessern?
Jetzt geht es daran eurem noch einen kleinen Boost in Sachen Geschwindigkeit zu bringen. Wieso so etwas wichtig ist? Die Frage ist ganz einfach zu beantworten. Nämlich durch wenige sogenannte Laggs, womit geschwindigkeitsträchtig Zusammenbrüche gemeint sind, wirkt das Programm ansprechender für den Endbenutzer oder auch Kunde. Natürlich würden durch so manche Verbesserungen die Mindestanforderungen für die Leistungen eines Endgerätes sinken. Somit würde es ebenfalls interessanter. Man denke an so manche Spieletitel, die erschienen sind und es vorerst fast keiner spielen konnte, weil es einfach zu hohe Leistungen voraussetzt.
Somit kämen wir zu einem weiterem Punkt, nämlich der Einstellbarkeit, welche ich hier kurz ansprechen werde. Ich finde es meist eine Qual, dass einem Nutzer eines Computer-Produktes hier zu wenige Freiheiten gelassen werden. Ich weiß, dass so etwas viel Arbeit ist, aber es lohnt sich. Besonders die Möglichkeit die Grafiken umzustellen ist meiner Meinung nach eine große Wichtigkeit.
So jetzt bin ich aber etwas vom Thema abgekommen. Jetzt zum eigentlichen Punkt der Geschwindigkeitsverbesserung. Ich habe schon länger mit diesem Thema auseinander gesetzt und meiner Meinung nach ist ein solches Thema ein Punkt von großer Wichtigkeit. Wie oft habe ich mir schon Artikel aus dem Internet angesehen und ebenso selber ein bisschen mit Debuggern oder Profilern (Ein Programm als Beispiel unten) rumgespielt.
Für größere Projekte ist Java eine echt schlechte Umgebung, wenn es in Sachen Geschwindigkeit geht. Zuerst ist Java eine Objektorientierte Programmiersprache, damit wird eine starke Wartbarkeit unterstützt.
Weiterhin wird Java nicht in Maschinencode(01010) übersetzt, sondern in Bytecode also Zwischencode. Die eigentliche Übersetzung in den Maschinencode erfolgt erst beim Starten der Anwendung, dadurch es ist aber Java eine plattformübergreifende Umgebung. So eine Übersetzung, die erst beim Starten durchgeführt wird nennt man Just in Time (JIT).
Nun habe ich extra für diesen Guide ein paar Punkte rausgesucht, welche meiner Meinung nach ziemlich wirksam und ebenso einfach zum Benutzen sind. Eventuell werde ich auch etwas zu dem Punkte sagen und diese erklären, doch bei den meisten kann man einfach nicht mehr als einem Satz oder ein paar Wörter dazu sagen.
• Aneinander ketten von Strings
Strings sind final Objekte und somit nicht veränderbar. Sobald man sie verändert werden neue Objekte gebildet. Dies kann zu starken Geschwindigkeitsverlusten führen zum Beispiel beim aneinander ketten durch das +. Für mehr als 2 Strings, welche zusammen gehören sollen, empfehle ich entweder String.format, StringBuilder, StringBuffer oder Message.format.
• Niedrigste Sichtbarkeit --> weniger Zeug dem Speicher
Hierzu muss eigentlich nicht mehr viel sagen. Das müsste doch schon zu euren Programmierstandarten zugehören.
• Inlining/Final bei Methoden oder Klassen
Durch das Inlining oder durch Final bei Methode oder Klassen erzielen wir ebenfalls ein besserer Ergebnis. Denn hiermit können wir das Objekt oder die Methode als nicht überschreibar markieren. Dies bringt schon 5 % bessere Leistung und dies für grad mal 3 sek Arbeit.
• Static benutzen
Wieso soll den jede Instanz eines Objektes Zugriff auf eine Methode haben, welche sie auch so ausführen kann. Umso mehr Methoden zu einem Objekt gehören umso mehr muss auf den Speicher.
• Bessere Verwendung von volatile, synchronized und Locks
Manchmal kann auch volatile eine gute Alternative sein. Wenn oft etwas am Objekt geändert wird, ist aber synchronized die bessere Lösung. Bestimmt ist vielen bekannt, dass synchronized ziemlich viel Leistung kostet, da es immer einen Monitor anmeldet und immer die Daten abgleichen muss. Hier wären die Locks sogar eine bessere Lösung.
• Größe einer Collection angeben oder mit Arrays arbeiten
Wenn man bereits eine ungefähre Größe einer Collection weiß sollte man die Größe auch angeben, da die Vergrößerung von der Collection meist sehr viel Leistung zieht (Durch Instanziierung eines neuen Objektes) und wenn man genau Werte hat, sind Arrays die beste Lösung, da es anders herum meist zu einem großen Overhead führt.
• Bei Merfachverwendung sind sollte man in Erwähnung ziehen, dass Objekt zu klonen
Wenn man mehre Variablen benutzt, die einen gleichen Inhalt haben wie ein bereits existierendes Objekt, dann wäre es sinnvoller dieses zu kopieren anstatt ein komplett neues anzulegen.
• Bei großen TextComponenten (ebenso TextField und TextArea) hilft die Zuweisung null
Bei einer riesigen TextComponente lohnt es sich sogar bei einer Löschung die aktuelle TextComponente einfach null zuzuweisen und sie der Garbage Collection zu überlassen.
• GUI nur den Bereich neu zeichnen den man brauch (repaint)
Wieso sollte man denn alles neu zeichnen, wenn man nur einen kleinen Teil, welcher sich geändert hat, benötigt? Genau dafür gibt es auch die Methode repaint und diese sollte man dann auch benutzen.
• Im Hintergrund zeichnen
Hier kann man mithilfe eines kleinen Threads mit niedriger Priorität im Hintergrund zeichnen. Dies benötigt zwar mehr Arbeitsspeicher, aber falls der Benutzer das Feld aufruft, ist der Aufruf viel schneller.
• HashMap schneller als HashTabelle, da keine synchronized
Der Stickpunkt sagt doch schon alles.
• Bei nicht Wissen eines Typs ist die Überprüfung des HashCodes sinnvoll
Die Überprüfung des HashCodes ist viel schneller als die mithilfe von instanceof. Wenn man wirklich nicht weiß was für ein Objekt man besitzt, dann sollte man erst den HashCode überprüfen.
• Häufiges hinzufügen und löschen linked Listen benutzen
Ganz einfach. Bei linked Listen werden die Objekte
• Exception vermeiden außer bei großen Methoden
Bei größeren (die müssen dann aber auch wirklich richtig groß sein) Schleifen wäre es sinnvoller eine Exception zu provozieren anstatt ständig zu überprüfen, ob man nun am Ende ist. Ansonsten sollte man Exceptions wenn möglichst vermeiden. Laut Wikibook sollte die Wahrscheinlichkeit einer Exception unter 50% liegen.
• Methodenvariablen sind schneller
Variablen, welche innerhalb von Methoden stehen können schneller zugegriffen werden.
• Wieso viel, wenn es auch mit wenig geht ?
Für die einmalige eines Objektes muss man dies doch nicht extra in einer Variablen speichern zum Beispiel beim returnen erst das Objekt definieren und nicht vorher noch in einer Variablen speichern, die danach sowieso wieder verschwindet.
Weiterhin gibt es noch Optionen beim Kompilieren wie der automatischen Optimierung oder der Entfernung von Meta-Daten, aber beide empfehle ich nicht und kommen somit nicht hier vor.
Mehr verbesserte Möglichkeiten gibt es hier:
http://de.wikibooks.org/wiki/Das_Performance-Handbuch:_Implementierung_mit_Java
Bedenkt aber, dass Ihr möglichst nicht die Übersicht eueres Cods verschlechtert.
Vorstellungen einiger Tools zur Verbesserung und Fehlerfindung beim Programmieren
Beim Programmieren sollten natürlich auch keinen kleinen Tools fehlen. Hier stelle ich euch mal ein paar, welche ist selbst benutze oder benutzt hatte, vor. Natürlich habe ich diese Liste begrenzt. Ich will euch doch nicht in Informationen quälen. Was ich bestimmt bereits gemacht habe
.• JD-GUI
JD-GUI ist ein Decompiler für Java. Mit diesem Programm kann man ohne es zu installieren (Standalone) den fertigen kompilierten Bytecode als Quelltext ansehen. Es bietet einem die Möglichkeit sein fertig kompiliertes Projekt noch einmal anzuschauen und zu überprüfen, ob der Compiler auch den Source-Code richtig kompiliert hat.
Falls das eigene Projekt auf Daten zugreift von einer anderen Quelle, wo man den Source-Code nicht kennt oder es nicht genügend Informationen über die einzelnen Methoden gibt, ist ein Decompiler ebenfalls ein gutes Hilfsmittel um sich einfach mal selbst an die Arbeit zu machen und die Funktionen einzustudieren. So habe ich das auch bei dem Scoreboard gemacht. Ich mich durch den obfuscaten Code im Package net.minecraft.server.Version durchgewühlt. Diese Möglichkeit nutze nicht nur ich sondern auch viele Plugin-Entwickler von Bukkit haben dies bereits gemacht.
• JProfiler
Wie der Name schon sagt ist JProfiler ein Profiler. Dieser bietet einfache Möglichkeiten sein Projekt zu analysieren und womöglich rauszufinden welche Quelle denn so viel Leistung zieht. Danach kann man versuchen Alternativen zu finden und diese mit dem Original zu vergleichen.
• Findbugs
Der Name sagt doch schon alles. Findbugs ist ein Source-Code-Analysierer. Dieser überprüft euren Source-Code nach Bugs oder möglichen Fehlern. Ebenso gibt er Vorschläge wie man die Performance verbessern kann oder die Sicherheit.
• Checkstyle
CheckStyle überprüft ebenfalls den Source-Code, aber dieser gibt euch nur Tipps, wie ihr eurem Code übersichtlicher gestalten könnt.
• PMD
PMD ist eine viel, viel größerer Source-Code-Analysierer. Dieser ist eine Mischung aus Findbugs und Checkstyle. Er überprüft den Source-Code nach Bugs, gibt Tipps für bessere Sicherheit und bessere Übersicht und vieles mehr. Zum Beispiel gibt er wie komplex ihr eine Klasse gestaltet habt (in Punkten von 1-15). Meiner Meinung nach ist PMD ein richtig gutes Tool und sollte wenigstens mal ausprobiert werden.
• Git/Github
Git bzw. Github müssten vielen schon bekannt sein. Es ist ein Versionen System, dies bedeutet dass man auf einfache Weise zwischen sich die Veränderung ansehen kann um diese eventuell auch rückgängig zu machen. Github ist hier ein gutes Beispiel. Man kann den Source-Code online veröffentlich (muss man nicht unbedingt) und dort können andere Entwickler oder Teammitglieder Verbesserungen oder neue Funktionen hinzufügen.
• Jenkins
Jenkins zeigt die Veränderung eines Versionen Systems auf übersichtliche Weise und gibt Endbenutzern die Möglichkeit eine automatische kompilierte Version mit allen neuen Veränderungen herunterzuladen.
Welche IDE (integrated development environment) ist die beste und welche Java-Version soll ich zum entwickeln nutzen?
Die drei berühmtesten IDEs: Eclipse, Netbeans und IntelliJ sind den meisten bestimmt schon bekannt. Viele Tutorials benutzen meistens Eclipse als IDE und somit benutzen die Zuschauer oder Leser diese ebenfalls. Doch davon kann ich abraten. Man sollte sich nicht vom Tutorial davon beeinflussen lassen, welche IDE die jeweilige Person besitzt. Meist haben die anderen IDEs dieselben Funktionen nur unter einer anderen Tastenbelegung oder unter einer anderen Option.
Jede IDE hat ihre Besonderheiten oder Vorurteile. Hier mal zwei Beispiele: „Netbeans wäre eine IDE mit vollen Funktionen während Eclipse nur durch die Plugins genauso gut wird“ oder ein Beispiel für die Besonderheiten, dass man Netbeans und IntelliJ installieren muss, aber man Eclipse ohne Installation benutzen kann. Hierzu werde ich mich nicht äußern den meiner Meinung nach sollte man die IDE benutzen, mit der man am besten zurechtkommt. Man sollte die jeweilige IDE auf jeden Fall erst ausgiebig ausprobieren bevor man etwas gegen sie aussagt, denn viele Funktionen sind meist versteckt. Besonders bei der Fehlererkennung findet man so manche sinnvolle Erkennungen.
Ach die passende Java-Version ist auch so eine Sache. Falls man zum Beispiel mit Java 7 kompiliert kommen viele Benutzer deiner Programme an und wollen sich beschweren, weil bei denen irgendein Fehler auftritt, welchen sie selbst nicht verstehen (unsupported major.minor version). Dieser Fehler kommt daher, weil der Endnutzer noch eine etwas ältere Version von Java benutzt. Jedoch gibt es auch hier ein Problem, denn manche Funktionen gibt es in den älteren Version vom Java (JDK) gar nicht zum Beispiel gibt es bei Java 6 noch keine Möglichkeit Strings innerhalb einer Switch-Schleife zu nutzen. Deshalb muss man die Auswahl der passenden Java-Version ebenfalls überdenken. Da die meisten mindestens Java 6 besitzen und nur ein kleiner Teil noch Java 5, würde ich es empfehlen das JDK für Java 6 zu nutzen. Die Endbenutzer, welche Java 7 besitzen werden keine Probleme haben, wenn du deine Projekte mit Java 6 kompiliert hast – nur anders herum geht es nicht. Ich empfehle dies auch dringend, denn ich habe schon so häufig mitbekommen, dass sich Leute über diesen Fehler beschweren.
Schlusswort
Ich hoffe, wie ich bereits im Vorwort erwähnt habe, dass ich hoffe den Anfänger sowie den Erfahrenen helfen konnte. Gerne möchte ich auch Feedback von euch erhalten zum Beispiel was ich verbessern könnte oder was ich eventuell hinzufügen kann. Ebenso bin ich natürlich für Ergänzungen offen. Habt ihr Ideen, dann einfach los in diesen Thread rein oder soll ich vielleicht so etwas ähnliches nochmal machen? Wenn ja, welches?
Dieser Guide basiert auf eigener und Erfahrungen von Bekannten.
Quellen
- http://de.wikibooks.org/wiki/Das_Performance-Handbuch:_Implementierung_mit_Java
- Größenteils eigene Erfahrung und die von Freunden
- http://en.wikipedia.org/wiki/Java_performance
- http://java-persistence-performance.blogspot.de/2010/12/what-is-faster-jvm-performance.html
- http://www.eclipse.org/
- http://netbeans.org/
- http://www.java-forum.org/ides-tools/8-welche-ide-bevorzugt.html
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- http://openbook.galileocomputing.de/javainsel/
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