Java性能調(diào)優(yōu)概述

更新時(shí)間：2017年02月04日 16:30:20 作者：九朗的碼農(nóng)生活

本文介紹了Java程序性能的主要表現(xiàn)點(diǎn)、衡量程序性能的主要指標(biāo)、性能調(diào)優(yōu)的層次、基本調(diào)優(yōu)策略和手段等，具有很好的參考價(jià)值，下面跟著小編一起來看下吧

程序性能的主要表現(xiàn)點(diǎn)：

執(zhí)行速度：程序的反映是否迅速，響應(yīng)時(shí)間是否足夠短
內(nèi)存分配：內(nèi)存分配是否合理，是否過多地消耗內(nèi)存或者存在內(nèi)存泄漏
啟動(dòng)時(shí)間：程序從運(yùn)行到可以正常處理業(yè)務(wù)需要花費(fèi)多少時(shí)間
負(fù)載承受能力：當(dāng)系統(tǒng)壓力上升時(shí)，系統(tǒng)的執(zhí)行速度、響應(yīng)時(shí)間的上升曲線是否平緩

衡量程序性能的主要指標(biāo)：

執(zhí)行時(shí)間：程序從運(yùn)行到結(jié)束所使用的時(shí)間
CPU時(shí)間：函數(shù)或者線程占用CPU的時(shí)間
內(nèi)存分配：程序在運(yùn)行時(shí)占用內(nèi)容的空間
磁盤吞吐量：描述I/O的使用情況
網(wǎng)絡(luò)吞吐量：描述網(wǎng)絡(luò)的使用情況
響應(yīng)時(shí)間：系統(tǒng)對(duì)用戶行為或者事件做出響應(yīng)的時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間越短，性能越好

有可能成為系統(tǒng)性能瓶頸的幾個(gè)方面：

磁盤I/O：磁盤I/O讀寫的速度比內(nèi)容慢很多，如果程序中需要等待磁盤I/O處理，低效的磁盤I/O操作會(huì)拖累整個(gè)系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)操作：由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不確定性，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)讀寫的操作可能比本地磁盤I/O更慢，如果，網(wǎng)絡(luò)操作處理不當(dāng)，也回成為系統(tǒng)瓶頸
CPU：對(duì)計(jì)算資源要求較高的應(yīng)用，由于長時(shí)間、不間斷地大量占用CPU資源，那么對(duì)CPU的爭(zhēng)奪將導(dǎo)致系統(tǒng)性能問題
異常：Java中的異常捕獲和處理都是非常消耗資源的，如果代碼中高頻率的異常處理，那么代碼的整體系統(tǒng)能就會(huì)明顯下降
數(shù)據(jù)庫：大量數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫的讀寫操作是相當(dāng)費(fèi)時(shí)的，而往往很多代碼中需要等到數(shù)據(jù)庫操作完成之后才可以進(jìn)行后續(xù)操作，這種緩慢的同步操作也將會(huì)成為系統(tǒng)瓶頸
鎖競(jìng)爭(zhēng)：對(duì)于高并發(fā)的系統(tǒng)來講，鎖競(jìng)爭(zhēng)是相當(dāng)激烈的，這對(duì)性能是一個(gè)極大的打擊，鎖競(jìng)爭(zhēng)會(huì)明顯增加線程上下文切換的開銷，而往往這些開銷都是與應(yīng)用需求無關(guān)的系統(tǒng)開銷，白白占用CPU資源，帶來不了任何好處
內(nèi)存：一般情況，只要應(yīng)用程序設(shè)計(jì)合理，內(nèi)存在讀寫速度上不太可能成為性能瓶頸。除非程序中進(jìn)行了高頻率的內(nèi)存交換和掃描。內(nèi)存成為系統(tǒng)瓶頸的最可能的情況就是內(nèi)存大小不足。如果應(yīng)用程序中將一些常用的核心數(shù)據(jù)存入內(nèi)存，這個(gè)一定程度上會(huì)降低程序性能，因此，在將常用數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存的時(shí)候，要注意一些優(yōu)化處理

性能調(diào)優(yōu)的層次：

設(shè)計(jì)調(diào)優(yōu)：處于所有調(diào)優(yōu)手段的上層，在軟件開發(fā)之前進(jìn)行，軟件設(shè)計(jì)和架構(gòu)對(duì)軟件整體質(zhì)量有決定性的影響，所以，設(shè)計(jì)調(diào)優(yōu)對(duì)系統(tǒng)性能的影響也是最大的。其他方面的優(yōu)化都是對(duì)系統(tǒng)微觀層面上量的優(yōu)化，而設(shè)計(jì)優(yōu)化是對(duì)系統(tǒng)在宏觀方面上質(zhì)的優(yōu)化。一個(gè)良好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以規(guī)避很多潛在的性能問題，因此，盡可能多花時(shí)間在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，是創(chuàng)建高性能程序的關(guān)鍵
代碼調(diào)優(yōu)：發(fā)生在軟件開發(fā)的過程中、軟件開發(fā)完成后、軟件維護(hù)過程中，對(duì)代碼進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，要求開發(fā)員熟悉語言的API、在合適場(chǎng)景使用正確的API、對(duì)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)靈活運(yùn)用
JVM調(diào)優(yōu)：需要對(duì)JVM運(yùn)行原理和基本內(nèi)存結(jié)構(gòu)有一定了解，然后依據(jù)應(yīng)用程序的特點(diǎn)，設(shè)置合理的JVM啟動(dòng)參數(shù)
數(shù)據(jù)庫調(diào)優(yōu)：主要包括在應(yīng)用層對(duì)SQL語句進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行優(yōu)化（設(shè)計(jì)具有良好表結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫），對(duì)數(shù)據(jù)庫軟件進(jìn)行優(yōu)化（比如使用Oracle數(shù)據(jù)庫，需要設(shè)置合理大小的共享池、緩存緩沖區(qū)等）
操作系統(tǒng)調(diào)優(yōu)：不同類型的操作系統(tǒng)，調(diào)優(yōu)的手段和參數(shù)可能會(huì)有所不同。在主流額UNIX系統(tǒng)中，共享內(nèi)存段、信號(hào)量、共享內(nèi)存最大值、共享內(nèi)存最小值等都是可以進(jìn)行優(yōu)化的系統(tǒng)資源

基本調(diào)優(yōu)策略和手段

明確性能優(yōu)化的目標(biāo)，確定優(yōu)化的對(duì)象和最終目的（首先定位到系統(tǒng)的性能瓶頸，確定相關(guān)代碼進(jìn)行代碼優(yōu)化，如已無代碼優(yōu)化空間，則要考慮其他方面的優(yōu)化：JVM優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫層面的優(yōu)化、操作系統(tǒng)層面的優(yōu)化等）
對(duì)性能優(yōu)化要進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試

總結(jié)

性能優(yōu)化有風(fēng)險(xiǎn)和弊端，性能調(diào)優(yōu)必須有明確的目標(biāo)，不要為了調(diào)優(yōu)而調(diào)優(yōu)?。?！盲目調(diào)優(yōu)，風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)大于收益?。?！

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