1、Java性能调优概述
1.1、Web服务器，响应时间、吞吐量是两个重要的性能参数。
1.2、程序性能的几个表现：
-
- 执行速度：程序的反映是否迅速，响应时间是否足够短
- 内存分配：分配是否合理，是否过多地消耗内存或泄露
- 启动时间：程序从运行到可以正常处理业务需要花费多长时间
- 负载承受能力：当系统压力上升时，系统的执行速度、响应时间的上升曲线是否平缓
1.3、木桶原理与性能瓶颈
根据木桶原理，系统的最终性能取决于系统中性能表现最差的组件。
有可能成为系统瓶颈的计算资源：
磁盘I/O：
网络操作：
CPU：
异常：
数据库：
锁竞争：
内存：
1.4、Amdahl定律
加速比=优化前系统耗时/优化后系统耗时
设加速比为Speedup，必须串行化的程序比重为F，CPU处理器数量为N，则有：
为了提高系统的速度，仅增加CPU处理器的数量并不一定能起到有效的作用，需要从根本上修改程序的串行行为，提高系统内可并行化的模块比重，在此基础上，合理增加并行处理器数量，才能以最小的投入，得到最大的加速比。
1.5 性能调优的层次
设计调优：软件开发之前；所有调优手段的最上层，对软件整体质量有决定性的影响。可以规避某一个组件的性能问题，而非改良该组件的实现。（需要熟悉：常用软件设计方法、设计模式、基本性能组件、常用优化思想）
代码调优：开发过程中或开发完成后；从微观上对性能的调整，是产生最直接影响的优化方法。熟悉相关的API，对算法、数据结构的灵活使用。
JVM调优：开发后期；对JVM的运行原理和基本内存结构有一定了解，然后根据程序特点，设置合理的JVM启动参数。
数据库调优：分为3个部分
应用层对SQL语句优化：编程技巧，指定列名避免使用*、使用PreparedStatement代替Statement等
数据库进行优化：冗余字段、水平切割、索引等
数据库软件进行优化：以Oracle为例，合理的共享池、缓存缓冲区或者PGA等
操作系统调优：linux，共享内存段、共享内存最大值、最小值、虚拟内存大小、磁盘的块大小等；wiindows，虚拟内存等
1.6基本调优策略和手段
优化的一般步骤：首先明确性能目标，指出优化的对象和最终目的。其次，在目标平台对软件进行测试，通过各种性能监控和统计工具，观测和确认当前系统是否已经达到相关目标，若已经达到，则不再优化；若未达到，则需要查找当前的性能瓶颈。
注意事项：不能为了优化而优化，需要进行慎重的评估。
2、设计优化
2.1、设计模式
2.1.1 单例模式
频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间。
由于new操作的次数减少，对系统内存的使用频率也会降低，减轻GC压力，缩短GC停顿时间。
延迟加载、多线程环境（内部类）：
public class StaticSingleton{ private StaticSingleton(){ System.out.println("create"); } private static class SingletonHolder{ private static StaticSingleton instance = new StaticSingleton(); } public static StaticSingleton getInstance(){ return SingletonHolder.instance; } }
反射机制，强行调用单例类的私有构造函数，生成多个单例。
程序的序列化和反序列化可能会破坏单例。
2.1.2 代理模式
原因：安全方面，屏蔽客户端直接访问真实对象；提升系统性能，对真实对象封装，从而达到延迟加载；远程调用中，处理远程方法调用的技术细节。
动态代理：使用字节码动态生成加载技术，在运行时生成加载类。
方式：JDK自带的动态代理、CGLIB、Javassist或者ASM库。
2.1.3 享元模式
目的：提高系统性能，复用大对象，节省内存空间和对象创建时间。
核心思想：在一个系统中存在多个相同的对象，那么只需共享一份对象的拷贝，而不必为每一次使用都创建新的对象。
几个概念：享元工厂、抽象享元、具体享元类、Main
SAAS、租户
享元模式和对象池：享元对象不可相互替代，对象池中的对象都是等价的。