《JAVA 程序性能优化》读书笔记:木桶原理与性能瓶颈

本文深入探讨了木桶理论的核心思想及其在系统优化领域的实际应用,特别是当系统资源充足时,如何识别并解决由磁盘I/O性能低下导致的系统瓶颈问题。通过分析磁盘I/O、网络操作、CPU、异常处理、数据库操作和锁竞争等因素,本文为提高系统整体性能提供了关键洞察。

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木桶理论又称短板理论,其核心思想是一只木桶盛水多少,并不取决于最高的木板,而取决于最短的那块木板。

这个理论应用到系统优化上,可以这么理解,即使系统拥有充足的内存资源和CPU资源,但是如果磁盘 I/O性能低下,那么系统的总体性能取决于当前最慢的磁盘I/O速度,而不是当前最优的CPU或内存。在这种情况下,如果需要进一步提升系统性能,优化内存或者CPU资源是毫无用处的,只有提高磁盘I/O才能对系统的整体性能进行优化,磁盘I/O就是系统的瓶颈。

根据应用的特点不同,最有可能成为瓶颈的如下:

  • 磁盘I/O: 磁盘I/O读写的速度可能比内存慢很多
  • 网络操作:网络操作的速度可能比本地磁盘I/O更慢
  • CPU:可能不断的大量占用CPU资源
  • 异常:异常的捕获和处理是非常消耗资源的,如果程序高频率地进行异常处理,则整体性能会明显下降
  • 数据库:数据库操作完成或者返回请求结果集
  • 锁竞争:对于高并发程序来说,锁竞争将会明显增加线程上下文切换开销
  • 内存:只要应用程序设计合理,内存读写速度上不太可能成为瓶颈。除非应用程序进行高频的内存交换,但这这种情况比较少见。内存制约系统最可能的情况是内存大小不足。


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