性能设计:构建高效Clojure应用程序的关键要素
1. 用例分类
性能需求和优先级在不同类型的使用案例中有所不同。我们需要确定各种使用案例的可接受性能标准。因此,我们对它们进行分类以识别它们的性能模型。以下是几种常见的使用案例分类:
1.1 面向用户的软件
面向用户的应用程序的性能与用户的预期密切相关。几毫秒的差异可能用户感觉不到,但等待时间超过几秒钟可能不会被用户接受。为了规范预期,一个重要方法是通过提供基于持续时间的反馈来吸引用户。处理这种场景的一个好方法是异步地在后台开始任务,并从UI层轮询它,以生成基于持续时间的反馈给用户。另一种方法是逐步向用户呈现结果,以平衡用户的预期。
1.2 计算和数据处理任务
非平凡的计算密集型任务需要相应比例的计算资源。CPU、缓存、内存、效率以及计算算法的并行化能力都会影响性能。当计算任务与网络分布结合,或者涉及到从磁盘读取/准备数据时,I/O限制因素将发挥作用。这类工作负载可以进一步细分为更具体的使用案例。
1.2.1 CPU密集型任务
一个受CPU限制的计算任务受限于执行它所花费的CPU周期。在循环中处理算术运算、小矩阵乘法、判断一个数是否为梅森素数等,都会被认为是CPU受限的工作。如果算法复杂度与N相关联,比如O(N)和O(N²),那么性能取决于N的大小以及每一步需要多少CPU周期。对于可以并行化的算法,通过将多个CPU核心分配给任务,可以提高这类任务的性能。在虚拟硬件上,如果CPU周期是成批提供的,性能可能会受到影响。
1.2.2 内存密集型任务
一个受内存限制的任务受限于计算机内存的可用性和带宽;