Java应用性能分析与调优实践

本文主要是介绍Java应用性能分析与调优实践，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

性能问题表象就是应用系统运行慢，影响客户体验。要解决性能问题也无非就是找到原因然后根据原因对症下药。本文从这两方面概述Java应用性能分析与调优方法论。

一、定位性能差的原因

1、借助工具：YourKit （类似的还有JProfiler,个人倾向YourKit)，YourKit 是收费的，但是对于聪明的你来说不是问题，你懂的。YourKit 帮助文档非常详细，而且还有视频指导。

2、应用场景：

（1）应用系统在服务器端（比如Linux系统），我们需要在服务器上安装对应操作系统的YourKit ，然后使用YourKit 启动应用系统，然后去系统界面操作相关业务，YourKit 会录下一个日志，然后把这个日志文件给开发人员进行分析，这个一般是产品已经上线或试运行阶段；

安装YourKit后，使用integrate.sh经过若干步骤生成集成参数，类似下面：

-agentpath:/usr/local/YourKit-JavaProfiler-2020.9/bin/linux-x86-64/libyjpagent.so=disablestacktelemetry,delay=10000,port=12345,listen=localhost

添加到java启动参数后面启动即可：

java -Xms768m -Xmx4096m -Djava.net.preferIPv4Stack=true -Dloader.path=./target/lib -jar ./target/test.jar -agentpath:/usr/local/YourKit-JavaProfiler-2020.9/bin/linux-x86-64/libyjpagent.so=disablestacktelemetry,delay=10000,port=12345,listen=localhost

（2）使用IDE本地运行应用直接分析，这个用于开发阶段

 注意：使用Profile启动且使用Trace模式分析，不要使用Attach附加方式分析，因为Attach方式下YourKit 有些功能不能使用 导致分析数据不全。

二、调优

总体策略：空间 换 时间。

发生性能问题的原因很多种

比如：

（1）SQL查询慢，进行SQL优化，比如增加索引等；

（2）常用数据反复查询：引入缓存，将常用数据放入缓存；

（3）复杂业务处理：12模式并发编程

（4）高并发：增加应用服务器、数据库服务器（分库分表、读写分离等）

 我们这里不讨论（1）（2）（4），这三种网上文章很多，而且（1）（2）比较简单，（4）一版架构师都做好了，业务开发人员无需关注。我们着重讨论（3），基本上所有开发人员都会涉及。

三、多线程设计模式

为了提高代码执行效率而引入并发编程，但是并发编程会带来数据安全、死锁等问题，需要一套方法论来规范使用并发编程。
(1)Immutable Object不可变对象模式：在不引入锁的条件下，能保证访问共享变量时是线程安全的，缺点是会频繁的创建变量。（案例2-4）
(2)Guarded Suspension保护性暂挂模式：将线程间的等待与唤醒规范化（案例5-7）
(3)Two-phase Termination两阶段终止模式：优雅的终止run方法的执行，让其有做一些收尾工作的可能。（案例8-11）
(4)Promise承诺模式：能优雅的让当前线程获取到另一个线程的执行结果。（案例12-14）
(5)生产者/消费者模式：让输入逻辑和输出逻辑解耦，让两端易于维护。(案例15-18)
(6)Active Object主动对象模式：为了保证系统的吞吐量，让其真正的执行请求异步化，请求将成为一个任务对象，放入缓冲区，让其他线程来处理。(案例19-21)
(7)Thread Pool线程池模式:避免线程资源的频繁创建与销毁导致的性能损耗，同时也是对线程的开辟数量进行管控。（案例22-25）
(8)Thread Specific Storage线程特有存储模式：让每个线程都拥有一份相同全局变量的副本，避免了线程安全问题，只不过可能导致内存泄漏。（案例26-28）
(9)Serial Thread Confinement串行线程封闭模式：将并发任务串行化，交由统一的线程去处理，保证线程安全。（案例29-30）
(10)Master-Slave主仆模式*：将一个任务切分成多个子任务，并且由一个主任务对其他子任务负责管控，分而治之确保执行效率。（案例31-33）
(11)Pipeline流水线模式*：让有依赖关系的子任务进行任务编排，能够顺利的并行执行。（案例34-37）
(12)半同步/半异步模式*：将原有任务按执行效率高低，进行子任务的拆分，从而保证系统的整体的执行效率。（案例38-40）
多线程设计模式真正要解决的问题核心就两个：确保任务的执行效率与确保数据的线程安全。另外，一种设计模式想要真正落地，很大程度上必须同时杂糅多种其他设计模式的思想。通过学习吸取到的是设计模式解决问题的思想，不要纠结于一种模式应该以什么样的形式呈现，利用模式传递的思想，解决问题才是最重要的，并发编程是一件比较复杂的事情，通过本课程的学习，最多也只能让你们了解到并发编程一些内功心法。

参考：

YourKit官网

这篇关于Java应用性能分析与调优实践的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！