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  • java性能调优(1)概述

    性能,是指一件物品或事物所具有的性质和功能。

    程序的性能主要通过以下几个方面来表现:

    执行速度:程序反应是否迅速,响应时间是否够短。

    内存分配:内存分配是否合理,是否过多的消耗内存或存在内存泄漏。

    启动时间:程序从运行到可以正常处理业务需要花费的时间。

    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。

    下面我们了解几个跟性能相关的概念

    性能的参考指标

    进行性能分析需要对性能指标进行定量评测,目前,常用于定量评测的性能指标有:

    执行时间:功能代码从开始到运行结束的时间。

    CPU时间:函数或线程占用CPU的时间。

    内存分配:程序运行时占用的内存空间。

    磁盘吞吐量:描述I/O的使用情况。

    网络吞吐量:描述网络的使用情况。

    响应时间:系统对某用户行为或者事件做出的响应的时间。响应时间越短,性能越好。

    性能瓶颈

    一只木桶盛水的多少,并不取决于桶壁上最高的那块木板,而是取决于最短的那块,这个理论应用到系统性能优化上,可以这么理解,即使系统拥有充足的内存资源和CPU速度,但是如果磁盘I/O性能低下,那么系统的总体性能是取决于当前最慢的磁盘I/O速度,此时,磁盘I/O就是系统的性能瓶颈。

    根据应用的特点不同,任何计算机资源都有可能成为系统瓶颈,其中,最有可能成为系统瓶颈的计算机资源如下:

    磁盘I/O:由于磁盘I/O读写的速度要比内存慢很多,程序在运行过程中,如果需要等待磁盘I/O完成,那么低效的I/O操作就会拖累整个系统。

    网络操作:由于网络环境的不确定性,尤其是对互联网上数据的读写,网络操作的速度可能会比本地磁盘I/O更慢,因此,如不加特殊处理,也极可能成为系统瓶颈。

    CPU:对计算资源要求较高的应用,由于其长时间、不间断的大量占用CPU资源,那么对CPU的争夺将导致性能问题。如科学计算、3D渲染等对CPU需要旺盛的应用。

    异常:对Java应用来说,异常的捕捉和处理是非常消耗资源的。如果程序高频率的进行异常处理,则整体性能便会有明显下降。

    数据库:大部分应用程序都离不开数据库,而海量数据的读写操作是相当费时的。应用程序可能需要等待数据库操作完成或者返回请求的结果集,那么缓慢的同步操作将成为性能瓶颈。

    锁竞争:对高并发程序来说,如果存在激烈的锁竞争,无疑是对性能极大的打击。锁竞争将会明显增加线程上下文切换的。而且,这些开销都是与应用需求无关的系统开销,占用宝贵的CPU资源,却不带来任何好处。

    内存:一般来说,只要程序设计合理,内存在读写速度上不可能成为性能瓶颈。除非程序进行了高频率的内存交换和扫描,但这些情况比较少见。使内存制约系统性能的最可能情况是内存大小不足。与磁盘相比,内存的大小似乎小的可怜,这意味着应用软件只能尽可能将常用的核心数据读入内存,这在一定程度上降低了系统性能。

    为了提高系统性能,主要从设计调优、代码调优、JVM调优、数据库调优、操作系统调优几个方面着手分析性能问题,解决系统瓶颈。

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