Java 与 MySQL 中高效执行运算操作的最佳实践

Java 代码中的运算优化

1. 基本运算优化

   • 使用位运算替代部分算术运算（如 x << 1 代替 x * 2）
   • 对于幂运算，使用 Math.pow() 前考虑是否可用移位或乘法替代
   • 避免在循环中进行重复计算，将不变式移出循环

2. 集合运算优化

   // 不佳做法
   for (int i = 0; i < list.size(); i++) {...}
   
   // 优化做法
   int size = list.size();
   for (int i = 0; i < size; i++) {...}
   

3. 使用高效的数据结构

   • 对于频繁查找操作，使用 HashSet 或 HashMap
   • 对于范围查询，考虑 TreeSet 或 TreeMap

MySQL WHERE 子句中的运算优化

1. 避免在列上使用函数

   -- 不佳做法（无法使用索引）
   SELECT * FROM users WHERE YEAR(create_time) = 2023;
   
   -- 优化做法
   SELECT * FROM users WHERE create_time BETWEEN '2023-01-01' AND '2023-12-31';
   

2. 避免在 WHERE 子句中对列进行运算

   -- 不佳做法（无法使用索引）
   SELECT * FROM products WHERE price * 1.1 > 100;
   
   -- 优化做法
   SELECT * FROM products WHERE price > 100 / 1.1;
   

3. 合理使用索引

   • 确保查询条件中的列有适当的索引
   • 多列查询考虑使用复合索引

4. 使用 EXPLAIN 分析查询

   EXPLAIN SELECT * FROM orders WHERE total_amount > 1000;
   

跨层优化建议

1. 运算位置选择原则

   • 大数据量运算尽量在数据库层完成
   • 复杂业务逻辑适合在应用层处理
   • 减少数据传输量，只获取必要数据

2. 批量操作替代循环

   • Java 中使用批量插入/更新
   • MySQL 中使用 INSERT ... VALUES (...), (...), ...

3. 缓存策略

   • 对频繁访问的运算结果使用缓存（如 Redis）
   • 考虑使用 MySQL 查询缓存（MySQL 8.0 前）

通过以上优化策略，可以显著提高 Java 和 MySQL 中运算操作的执行效率。