La pregunta es bastante inespecífica. Java es un lenguaje y también está la máquina virtual Java (jvm), en la que se ejecuta Java (el lenguaje), pero también otros lenguajes (Scala, por ejemplo).
Para Java, el lenguaje, el rendimiento puede aumentarse adoptando buenas prácticas de codificación. El libro de Joshua Bloch es la referencia: Java efectivo (2ª edición): Joshua Bloch: 8601400000663: Amazon.com: Libros
(Por ejemplo, en este libro, una lección sobre cómo evitar el boxeo / desempaquetado en un ciclo es simple pero muy efectiva).
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Otro camino puede ser usar subprocesos múltiples: cuando la lógica de su código significa que puede procesar operaciones en paralelo. Java tiene buenas API para eso, y buenos frameworks también (como Apache Spark).
Para el jvm, puede ajustarlo por sí mismo (habilidades técnicas que no tengo) o elegir un idioma para ejecutar que no sea Java, sino un lenguaje que sea adecuado para procesar datos de forma paralela. Scala es el lenguaje comúnmente identificado para este tipo de situaciones.
Por supuesto, estos son solo el comienzo de una respuesta. Si utiliza Java para interfaces gráficas o cualquier otro caso específico, el ajuste del rendimiento será específico para los marcos involucrados.
Ah, y no lo olvides: la optimización prematura es la raíz de todo mal 🙂
