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性能調(diào)優(yōu)就是用更少的資源提供更好的服務(wù)，最大化成本和收益。性能調(diào)整的方法并不新穎，傳統(tǒng)的性能調(diào)整方法有:
(1)空間換時間，內(nèi)存和緩存是空間換時間的典型例子。利用內(nèi)存緩存從磁盤中取出的數(shù)據(jù)，cpu請求直接從內(nèi)存中獲取數(shù)據(jù)，從而獲得比從磁盤中讀取數(shù)據(jù)更高的效率。
(2)時間換空間，當(dāng)空間成為瓶頸時，批量處理分段數(shù)據(jù)，用較少的空間完成任務(wù)處理。這種方法通常在上傳大型附件時使用。
(3)分而治之，將任務(wù)分開執(zhí)行，便于并行執(zhí)行，提高效率。
(4)異步處理，服務(wù)鏈路上的任務(wù)消耗時間長，可以拆分服務(wù)，減少擁塞的影響。常見的異步處理機制是mq(消息隊列)，它廣泛應(yīng)用于internet應(yīng)用程序中。
(5)并行，多個進程或線程同時處理業(yè)務(wù)，縮短了業(yè)務(wù)處理時間。比如我們在銀行辦理業(yè)務(wù)，如果排隊的人多，銀行就會多開幾個柜臺。
(6)離用戶更近，比如cdn技術(shù)，把用戶請求的靜態(tài)資源放在離用戶更近的地方。
(7)一切可擴展，業(yè)務(wù)模塊化，面向服務(wù)(同時無狀態(tài))，良好的橫向擴展能力。
分布式架構(gòu)的應(yīng)用使性能發(fā)生了革命性的變化，業(yè)務(wù)流程的調(diào)整也將顯著提升系統(tǒng)性能。單個系統(tǒng)的優(yōu)化可以擠壓更高的處理能力。單機性能分析和調(diào)優(yōu)可以從以下四個部分開始:
(1)績效分析方法
(2)基于單機的性能分析和優(yōu)化。
(3)基于業(yè)務(wù)流程優(yōu)化的性能分析和調(diào)優(yōu)
(4)基于結(jié)構(gòu)(分布式和服務(wù)分離)的性能分析和優(yōu)化
性能分析方法
性能分析是一個大話題。如果說不同架構(gòu)、不同應(yīng)用場景、不同編程語言之間有區(qū)別的話，大致可以分為兩類。
(1)自下而上:通過監(jiān)控硬件和操作系統(tǒng)的指標(biāo)(cpu、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)等硬件資源的性能指標(biāo))，分析性能問題(配置、程序等問題)。因為用戶 s的請求最終是由計算機硬件設(shè)備完成的，做事情的是cpu。
(2)自頂向下:通過生成負載觀察測試的系統(tǒng)性能，如響應(yīng)時間、吞吐量等；然后從請求的起點開始，由表及里逐層分析，從而找到性能問題。
無論是自頂向下還是自底向上，關(guān)鍵點都是生成負載和監(jiān)控性能指標(biāo)。更好的辦法是，先用自上而下的解決明顯的性能問題，再用自下而上的分析更深層次的問題。
單機性能分析與優(yōu)化
常見的j2測試時需要注意的一系列指標(biāo)。
客戶端:客戶端瀏覽器，如ie和chrome，訪問網(wǎng)頁。
負載機:是產(chǎn)生負載的機器，也就是我們的測壓機用來模擬用戶負載。
web服務(wù)器:提供web服務(wù)的服務(wù)器，也就是我們訪問的網(wǎng)頁由這個服務(wù)器提供服務(wù)；一般部署在nginx、apache等中間件上。
中間件:中間件，比如tomcat，jboss，weblogic等等。
os:操作系統(tǒng)，windows或linux。
系統(tǒng)資源:系統(tǒng)資源，如cpu、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)等。
app server:實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的應(yīng)用服務(wù)，如生成訂單、生成統(tǒng)計報表等。
db:數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，如oracle、mysql、sqlserver等。
(1)
rt:響應(yīng)時間，一個業(yè)務(wù)的完成時間。
tps:每秒完成的事情數(shù)量。
cpu:cpu的性能指標(biāo)，如cpu利用率、cpu負載等。
mem:內(nèi)存性能指標(biāo)，例如可用的物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存使用情況。
磁盤:磁盤性能指標(biāo)，如磁盤時間和io等待。
網(wǎng)絡(luò):網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)，如帶寬利用率、任務(wù)隊列長度等。
(2)
tcp連接:指的是tcp連接的數(shù)量，可以通過netstat命令來統(tǒng)計。
線程池:中間件建立的一個線程池，用于監(jiān)控線程狀態(tài)。
jvm:jvm性能指標(biāo)，比如gc情況和堆使用情況。
平均負載:cpu負載隊列長度。
(3)
數(shù)據(jù)庫連接:中間件和數(shù)據(jù)庫之間建立的連接的數(shù)量和狀態(tài)。
(4)
數(shù)據(jù)庫時間:花費在數(shù)據(jù)庫操作上的cpu時間。
top sql:按內(nèi)存使用量從大到小排序sql，按cpu使用量從大到小排序sql。
pga和sga:pga和sga的內(nèi)存使用。
性能分析流程:
上表列出了一個典型的分析思路，可以看出，績效測試成績分析是一個測試綜合知識的活動，涉及多方面的知識，包括但不限于以下七個部分:
(1)硬件知識(cpu、ram、磁盤、網(wǎng)絡(luò)等。).
(2)系統(tǒng)知識(os linux，windows)。
(3)中間件知識(jvm，tomcat，jboss，weblogic，websphere等。).
(4)數(shù)據(jù)庫知識(mysql，s。ql服務(wù)器、oracl測試性能工程師來說，第一件事就是要知道要監(jiān)控哪些指標(biāo)。這些指標(biāo)反映了什么問題？什么時候關(guān)注這些監(jiān)測信息？你是績效測試執(zhí)行和分析的首席設(shè)計師，你負責(zé)協(xié)調(diào)這些事務(wù)。
程序優(yōu)化
節(jié)目調(diào)諧是一種基本手段。目前，測試的演出往往是在《sit測試》完成后進行，演出問題暴露得太晚。此時修改代碼是有風(fēng)險的。所以性能測試往往需要提前規(guī)劃，架構(gòu)要遵循程序(整體要遵循個人)。
(1)系統(tǒng)框架選擇
ssh架構(gòu)是目前最流行的mvc模式。ssh架構(gòu)提供了清晰的層次結(jié)構(gòu)，各層協(xié)同實現(xiàn)業(yè)務(wù)，簡化了程序設(shè)計過程，加快了程序交付過程。但對于大型業(yè)務(wù)系統(tǒng)，尤其是大數(shù)據(jù)量的分析計算過程，可以用在數(shù)據(jù)庫中處理來代替數(shù)據(jù)處理，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸，提高性能，所以要針對不同的應(yīng)用場景選擇更適合的處理。
(2)程序優(yōu)化
低效的代碼優(yōu)化，消除架構(gòu)問題，純粹是程序邏輯和算法的取消，比如邏輯混亂、調(diào)用繼承不合理、內(nèi)存泄漏等等。常見的解決方案如下:
表單壓縮，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸容量和本地刷新，減少對服務(wù)器只取所需的請求，只向服務(wù)器請求必要的內(nèi)容，邏輯清晰，便于維護和分析問題；不犯錯誤，不做不必要的調(diào)用，資源請求后謹慎繼承即可釋放，開發(fā)過程熟悉系統(tǒng)架構(gòu)，合理調(diào)用，減少大型對象產(chǎn)生的程序算法可能的優(yōu)化，提高查詢過程的效率。對于大數(shù)據(jù)，最好做批處理和延遲加載，對于大對象的顯示，可以采用延遲加載，比如分頁。使用分頁時，請求防止內(nèi)存泄漏，減少大型對象的引用，防止死鎖索引的爭用:編寫合理的sql，充分利用索引內(nèi)存分配，合理分配數(shù)據(jù)庫內(nèi)存，如并行設(shè)置pga和sga，使用多個進程或進程處理任務(wù)異步，如使用mq解耦系統(tǒng)間的依賴關(guān)系，減少擁塞，使用好的設(shè)計模式優(yōu)化程序，如使用回調(diào)減少擁塞，使用器阻塞依賴關(guān)系，如ni。阿·aio等。(3)配置優(yōu)化
jvm配置優(yōu)化:合理分配堆內(nèi)存和非堆內(nèi)存，分配合適的內(nèi)存回收算法，提高系統(tǒng)服務(wù)能力。連接池:數(shù)據(jù)庫連接池可以節(jié)省連接建立和連接關(guān)閉的資源消耗線程池。它可以通過緩存線程狀態(tài)來減少新線程和線程關(guān)閉的開銷，一般在中間件中配置，比如在tomcat 的server.xml文件?？梢酝ㄟ^緩存數(shù)據(jù)來減輕磁盤的讀寫壓力，降低存儲和cpu的效率差異。(4).
數(shù)據(jù)庫連接池存在的意義在于重用連接。通過建立一個數(shù)據(jù)庫連接池(緩沖區(qū))和一套連接使用、分配和管理策略，可以高效、安全地重用這個連接池中的連接，避免頻繁建立和關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接的開銷。
連接池的主要問題:
連接池的配置參數(shù)。多少個連接適合連接池配置？監(jiān)控連接池(5)線程優(yōu)化。
線程池優(yōu)化，線程池是為了減少創(chuàng)建新線程和銷毀線程對系統(tǒng)資源的消耗。(6)數(shù)據(jù)庫優(yōu)化。
常用數(shù)據(jù)庫有三個要求:性能好，保證數(shù)據(jù)一致性，數(shù)據(jù)安全可靠；數(shù)據(jù)庫優(yōu)化的前提也是這三個要求。
優(yōu)化物理結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計和物理設(shè)計要科學(xué)高效，如分區(qū)、索引建立、字段類型和長度、冗余設(shè)計、共享sql、綁定變量、降低高水位的查詢優(yōu)化、特殊情況下調(diào)整執(zhí)行計劃等。指定的執(zhí)行計劃加快了搜索速度。比如連接查詢時，指定驅(qū)動表，減少表的掃描次數(shù)，優(yōu)化單sql，優(yōu)化分析單sql，比如查詢條件選擇索引列并行sql，海量數(shù)據(jù)遍歷表的數(shù)據(jù)，多線程分塊處理任務(wù)。減少資源爭用(鎖、閂鎖、緩存)可以提高io效率，減少響應(yīng)時間，提高吞吐量來緩解爭用，比如使用緩存；熱數(shù)據(jù)可以被物理分割并分布在不同的表空間(7)中，以優(yōu)化內(nèi)存并減少物理io訪問。
(8)優(yōu)化io、條帶化、讀寫分離、減少熱點等。
注意:單系統(tǒng)性能分析的思想是監(jiān)控和鎖定性能問題(程序、配置、io等。)通過現(xiàn)象組合。
單一系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)的目的是減少資源占用和請求。
業(yè)務(wù)流程優(yōu)化
準(zhǔn)確的說是業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，這是整個系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。這里做調(diào)整就是之前的設(shè)計，有風(fēng)險。這對建筑師的要求是明確的?，F(xiàn)實往往是殘酷的。另一方面，正是這種矛盾導(dǎo)致了性能測試和性能調(diào)優(yōu)的存在。
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