Java性能调优概述

1.1 性能概述

程序性能通过以下几个方面来表现：

1. 执行速度；

2. 内存分配：内存分配是否合理，是否过多地消耗内存或者存在泄漏；

3. 启动时间；

4. 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；

性能的参考指标

1. 执行时间；

2. CPU时间；

3. 内存分配；

4. 磁盘吞吐量；

5. 网络吞吐量；

6. 响应时间。

注：主要体现在时间、空间和速度匹配三个方面。

系统的最终性能取决于系统中性能表现最差的组件，因而形成性能瓶颈。最有可能成为系统瓶颈的计算资源如下：

1. 磁盘I/O;

2. 网络操作；

3. CPU（对计算资源要求较高的应用）；

4. 异常（异常的捕获和处理是非常消耗资源的）；

5. 数据库（海量数据的读写）；

6. 锁竞争（线程上下文切换的成本）；

7. 内存（高频率的内存交换与扫描）。

Amdahl定律：串行系统并行化后加速比的计算公式和理论上限。

使用多核CPU对系统进行优化，优化的效果取决于CPU的数量以及系统中的串行化程序的比重。

性能调优的层次

1. 设计

设计调优对系统性能的影响是最大的，它直接决定了系统的整体品质。因此，尽可能多花时间在系统设计上。

设计优化的一大特点是，它可以规避某一个组件的性能问题，而非改良该组件的实现。

2. 编码

代码调优可在软件开发过程中，或者再软件开发完成后，软件维护过程中进行。需要开发人员熟悉相关语言的API，并在合适的场景中正确使用相关API或类库。同时，对算法、数据结构也能灵活使用。

3. 运行时调优

A. JVM调优

JVM的各项参数直接影响Java程序的性能。需要开发人员对JVM的运行原理和基本内存结构有所了解，进而根据程序的特点，设置合理的JVM启动参数。

B. 数据库调优

分为三部分：

-在应用层对SQL语句进行优化（涉及大量的编程技巧）；

-对数据库进行优化（主要是建立一个良好的表结构数据库）；

-对数据库软件进行优化（以Oracle为例，设置合理大小的共享池、缓存缓冲区或者PGA）。

C. 操作系统优化

优化的一般步骤

性能优化注意事项

软件优化需要考虑人力成本，需要在软件功能、正确性和可维护性之间取得平衡。