第 7 周总结：性能测试，操作系统和文件系统
性能测试
性能测试指标
响应时间
指从应用系统发出请求开始到收到最后响应数据所需要的时间。响应时间时系统最重要的性能指标，直观反映了系统的“快慢”。
并发数
系统能够同时处理请求的数目。对网站而言，并发数即系统并发用户数，指同时提交请求的用户数目。在线用户数（当前登录系统的用户数）和系统用户数（可能访问系统的总用户数）
吞吐量
指单位时间内系统处理的请求的数量，体现系统的处理能力。TPS（每秒事务数）HPS（每秒HTTP请求数）QPS（每秒查询数）吞吐量=（1000/响应时间ms）*并发数
性能计数器
是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等指标。
性能测试方法
性能测试是一个总称，具体可以细分为性能测试，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，如某种资源已经呈饱和状态，这时候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，使系统运行一段较时间，以此检测系统是否稳定。在生产环境，请求压力是不均匀的，呈波浪特性，因此为了更好地模拟生产环境，稳定性测试也应不均匀对系统施加压力。
软件性能优化地两个基本原则
你不能优化一个没有测试的软件
你不能优化一个你不了解的软件
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
系统性能优化的分层思想（分为7层）
机房与骨干网络性能优化
服务器与硬件性能优化
操作系统性能优化
虚拟机性能优化
基础组件性能优化
软件架构性能优化
软件代码性能优化
软件架构性能优化三板斧：缓存，异步，集群
操作系统
程序运行时的架构
代码从磁盘加载到内存，交给cpu执行。
计算机的cpu核心数是有限的，但是，计算机却可以同时处理成百上千的并发请求，是如何做到的？
进程分时执行，cpu运行速度很快，可以切换执行进程任务
进程的运行期状态
运行态：当一个进程在cpu上运行时，就称该进程处于运行状态。处于运行状态的进程的数目小于等于cpu的数目。
就绪态：当一个进程获得了除cpu以外的一切所需资源，只要得到cpu即可运行，则称此进程处于就绪状态，有时也被称为等待运行状态
阻塞态：也称等待或睡眠状态，当一个进程正在等待某一事件发生（如等待I/O完成，等待锁）而暂时停止运行，这时即使把cpu分配给进程也无法运行。
不同进程轮流在cpu上运行，每次进行进程间切换时，代价非常大。采用多线程模型可以解决这个问题。所有的线程共享着进程的内存地址空间，每个线程也有拥有自己私有的内存地址范围，其他线程不能访问。
锁（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。
怎样才能避免阻塞引起的崩溃 有三个办法
限流
降级
避免阻塞：采用异步I/O，无临界区（Actor模型）
线程安全
临界区
锁
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值等于E值，则将V的值设为N，若V值和E值不同，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。
各式各样的锁
自旋锁：指尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁。这样的好处是减少线程上下文切换的消耗，缺点是循环会消耗cpu。
文件与硬盘I/O
机械硬盘的结构
固态硬盘的结构
B+树
LSM树
文件控制块：文件系统将硬盘空间以块为单位进行划分（每个块4K），每个文件占据若干块，然后再通过一个文件控制块FCB记录每个文件占据的硬盘数据块。
Linux inode控制块
inode中记录着文件权限，所有者，修改时间和文件大小等文件属性信息，以及文件数据块硬盘地址索引
inode是固定结构的，能够记录的硬盘地址索引数也是固定的，只有15个索引
因为inode可以记录的数据块的数目是确定的。如果每个数据块的大小为4k，那么单个linux文件大小最大不超过70G
RAID独立硬盘冗余阵列
分布式文件系统HDFS
还未添加个人签名 2018.03.08 加入
还未添加个人简介
评论