性能测试时为什么系统会运行得越来越快,后面的访问速度要比第一次访问的速度快?
在 Java 编程语言和环境中,.java 文件编译成为 .class 文件后,机器还是无法直接运行 .class 文件中的字节码,需要通过解释器将字节码转换成本地机器码才能运行。为了节约内存和执行效率,代码最初被执行时,解释器会率先解释执行这段代码。
随着代码被执行的次数增多,当虚拟机发现某个方法或代码块运行得特别频繁时,就会把这些代码认定为热点代码(Hot Spot Code)。为了提高热点代码的执行效率,在运行时,虚拟机将会通过即时编译器(JIT compiler,just-in-time compiler)把这些代码编译成与本地平台相关的机器码,并进行各层次的优化,然后存储在内存中,之后每次运行代码时,直接从内存中获取即可。所以在刚开始运行的阶段,虚拟机会花费很长的时间来全面优化代码,后面就能以最高性能执行了。
这就是热身过程,如果在进行性能测试时,热身时间过长,就会导致第一次访问速度过慢,就可以考虑先优化,再进行测试。
硬菜准备。。。。。。。。
1:如何代码优化:
应用层的问题代码往往会因为耗尽系统资源而暴露出来。例如,我们某段代码导致内存溢出,往往是将 JVM 中的内存用完了,这个时候系统的内存资源消耗殆尽了,同时也会引发 JVM 频繁地发生垃圾回收,导致 CPU 100% 以上居高不下,这个时候又消耗了系统的 CPU 资源。
还有一些是非问题代码导致的性能问题,这种往往是比较难发现的,需要依靠我们的经验来优化。
例如:(为什么LinkedList 遍历时使用LinkedList ?)
答:我们经常使用的 LinkedList 集合,如果使用 for 循环遍历该容器,将大大降低读的效率,但这种效率的降低很难导致系统性能参数异常。
这时有经验的司机,就会改用 Iterator (迭代器)迭代循环该集合,这是因为 LinkedList 是链表实现的,如果使用 for 循环获取元素,在每次循环获取元素时,都会去遍历一次 List,这样会降低读的效率。
2.优化设计:
面向对象有很多设计模式,可以帮助我们优化业务层以及中间件层的代码设计。优化后,不仅可以精简代码,还能提高整体性能。
例如,单例模式在频繁调用创建对象的场景中,可以共享一个创建对象,这样可以减少频繁地创建和销毁对象所带来的性能消耗。
接着是经典的时间和空间的问题。。。。。。。。。。。。。。。
1.时间换空间:
有时候系统对查询时的速度并没有很高的要求,反而对存储空间要求苛刻,这个时候我们可以考虑用时间来换取空间。
例如,用 String 对象的 intern 方法,可以将重复率比较高的数据集存储在常量池,重复使用一个相同的对象,这样可以大大节省内存存储空间。但由于常量池使用的是HashMap数据结构类型,如果我们存储数据过多,查询的性能就会下降。所以在这种对存储容量要求比较苛刻,而对查询速度不作要求的场景,我们就可以考虑用时间换空间。
2.空间换时间:(趋势)
这种方法是使用存储空间来提升访问速度。
现在很多系统都是使用的 MySQL 数据库,较为常见的分表分库是典型的使用空间换时间的案例。
因为 MySQL 单表在存储千万数据以上时,读写性能会明显下降,这个时候我们需要将表数据通过某个字段 Hash 值或者其他方式分拆,系统查询数据时,会根据条件的 Hash 值判断找到对应的表,因为表数据量减小了,查询性能也就提升了。
3:参数调优
除此之外,JVM、Web 容器以及操作系统的优化也是非常关键的。跟据自己的业务场景,合理地设置 JVM 的内存空间以及垃圾回收算法可以提升系统性能。
例如,
如果我们业务中会创建大量的大对象,我们可以通过设置,将这些大对象直接放进老年代。这样可以减少年轻代频繁发生小的垃圾回收(Minor GC),减少 CPU 占用时间,提升系统性能。Web 容器线程池的设置以及 Linux 操作系统的内核参数设置不合理也有可能导致系统性能瓶颈,根据自己的业务场景优化这两部分,可以提升系统性能。