架构师训练营第七周总结

1、性能测试：是性能优化的前提和基础，也是性能优化结果的检查和度量标准。其中网站性能测试主要指标：响应时间、并发数、吞吐量、性能计数器等。

（1）响应时间：指应用系统从发出请求开始到收到最后相应数据所需要的时间。（最重要指标）

（2）并发数：系统能够同时处理请求的数目。（反映系统的负载特性）

（3）吞吐量：指单位时间内系统处理的请求的数量。（系统的处理能力） 吞吐量=（1000/响应时间）*并发数，其中响应时间以毫秒（ms）计算。

（4）性能计数器：描述服务器或操作系统性能的一些数据指标（包括System Load、对象与线程数、内存使用、CPU使用、磁盘与网络I/O等）。性能计数器中的指标也是系统监控的重要参数，需要对其设置报警阈值，当性能计数器中的指标超过阈值时，需要进行报警以及时处理系统异常。

2、性能测试方法：

可细分为性能测试、负载测试、压力测试、稳定性测试。

性能测试：以系统设计初期规划的性能指标为预期目标，对系统不断施加压力，验证系统在资源可接受范围内，是否能达到性能预期；

负载测试：对系统不断地增加并发请求以增加系统压力，直到系统的某项或多项性能指标达到安全临界值，此时继续对系统施加压力，系统处理能力不但不能提高，反而会下降；

压力测试：超过安全负载的情况下，对系统继续施加压力，直到系统崩溃或不能再处理任何请求，以此获得系统最大压力承受能力。

稳定性测试：被测试系统在特定硬件、软件、网络环境条件下，给系统加载一定业务压力，是系统运行一段较长时间，以此检测系统是否稳定。为了更好地模拟生产环境，稳定性测试应不均匀地对系统施加压力。

3、性能测试主要应用场景：

4、性能优化的一般方法

• 性能测试，获得性能指标

• 指标分析，发现性能与资源瓶颈点

• 架构与代码分析，寻找性能与资源瓶颈关键所在

• 架构与代码优化，优化关键技术点，平衡资源利用

• 性能测试，进入性能优化闭环

5、系统性能优化的分层思想

• 机房与骨干网络性能优化：异地多活的多机房架构；专线网络与自主CDN建设；

• 服务器与硬件性能优化：使用更优的CPU，磁盘，内存，网卡；

• 操作系统性能优化

• 虚拟机性能优化

• 基础组件性能优化：将基础组件进行升级；

• 软件架构性能优化：缓存（优化读操作）、异步（优化写操作）、集群

• 软件代码性能优化：并发编程、资源复用、异步编程、数据结构

6、进程与线程

（1）程序是静态的。程序运行起来以后，被称为进程，进程是有生命的。

（2）进程运行的三种状态

运行：进程正在CPU上运行

就绪：进程获得了除CPU以外的一切所需资源，只要得到CPU，就能运行

阻塞：也称为等待或睡眠状态，当进程正在等待某一事件发生（如IO完成，锁等），此时即使把CPU分配给进程也无法执行

（3）进程与线程：不同进程轮流在CPU上执行，每次都要进行进程间CPU切换，代价很大，因此服务器应用通常是单进程多线程。一个进程里面的所有线程共享进程的内存地址空间，而每个线程也会拥有自己私有的内存地址范围（栈空间），其他线程不能访问。

（4）线程安全：当某些代码修改内存堆（进程共享内存）里的数据的时候，如果有多个线程在同时执行，就可能会出现同时修改数据的情况。

（5）临界区：多个线程访问共享资源的这段代码被称为临界区，解决线程安全问题的主要方法是使用锁，间临界区的代码加锁，只有获得锁的线程才能操作临界区代码。

（6）阻塞导致高并发系统崩溃：锁或者IO会引起线程阻塞，阻塞导致线程既不能继续执行，也不能释放资源。进而导致资源耗尽，最终导致系统崩溃。

7、锁

（1）CAS(V,E,N)

V表示要更新的变量；E表示预期值；N表示新值

如果V变量对应的值等于E值，则将V的值更新为N，若V值与E不同，什么都不做。CAS是一种系统原语，原语的执行必须是连续的，在执行过程中不允许被中断。

（2）

偏向锁：指一段同步代码一直被一个线程访问，那么该线程会自动获得锁，降低获得锁的代价。

轻量级锁：指当锁是偏向锁时，被另一个线程所访问，偏向锁就会升级成轻量级锁，其他线程通过自旋的形式尝试获取锁，不会阻塞，提高性能。

重量级锁：指当锁是轻量级锁时，另一个线程虽然自旋，但自旋不会一直持续下去，当自旋到一定次数时，还没获取到锁，就会进入阻塞，该锁膨胀为重量级锁，重量级锁会让其他申请的线程进入阻塞，性能降低。