Week7- 总结

一 、性能测试

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。不同视角下的网站性能有不同的标准，也有不同的优化手段。

先有性能测试-》后有性能优化

主观视角：用户感受到的性能

客观视角：性能指标衡量的新能



1.性能测试指标

不同视角下有不同的性能标准，不同的标准有不同的性能测试指标，网站的性能测试指标主要

指标有响应时间，并发数，吞吐量，性能计数器。



1）响应时间：指应用心痛从发出请求开始到收到最后响应数据所需要的时间。响应时间是系统最重要的新能指标，直观的反映了系统的“快慢”。



2）并发数：系统能够同时处理请求的数目，这个数字也反映了系统的负载的特性。对于网站而言，并发数即系统并发用户数，指同时提交请求的用户数目，于此相对应，还有在线用户数（当前登录系统的用户数）和（可能访问系统的总用户数）



3）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。对于网站，可以用“请求数/秒”或是“页面数/秒”来衡量，也可以用“访问人数/天” 或是“处理的业务数/小时”等来衡量。

TPS：（每秒事务数）也是吞吐量的一个指标，此外还有HPS（每秒HTTP请求数），QPS（每秒查询数）等。



吞吐量=（1000/响应时间ms）* 并发数



4）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。这些指标也是系统监控的重要参数，对这些指标设置报警阈值，当监控系统发现性能计数器超过阈值的时候，就像运维和开发人员报警，及时发现处理系统异常。



2.性能测试的方法

1）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。

2）负载测试：对系统不断的增加并发请求以增加系统压力，知道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，系统的处理能力不但不能提高，反而会下降。

3）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。

4）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，使系统运行一段较长时间，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，因此为了更好的模拟生产环境，稳定性测试也应不均与的对系统施加压力。



二、性能优化

1.性能优化的两个基本原则

1）不能优化一个没有性能测试的软件

2）不能优化一个不了解的软件



2.性能优化的一般方法

1）性能测试，获得性能质保

2）指标分析，发现性能与资源瓶颈点

3）架构与代码分析，寻找性能与资源瓶颈关键所在

4）架构与代码优化，优化关键技术点，平衡资源利用

5）性能测试，进入性能优化闭环



3.性能优化的分层思想

1）机房与骨干网络优化

异地多活，专线网络，cdn建设

2）服务器与硬件性能优化

使用更优的CPU，磁盘，内存，网卡，对软件的性能优化可能是数量级的，有时候远远超过代码和架构的性能优化。

3）操作系统性能优化

参数

4）虚拟系统性能优化

jvm

5）基础组件性能优化

中间件

6）软件架构性能优化

缓存

异步

集群

7）软件代码性能优化

遵循面向对象的设计原则与设计模式编程，很多时候程序性能不好不是因为性能上有什么技术挑战，仅仅就是因为代码太烂了

并发编程，多线程与锁

资源复用，线程池与对象池

异步编程，生产者与消费者

数据结构，数组，链表，hash表，数



三、操作系统

1.程序运行时架构

程序是静态的，运行起来，被称作进程。



2.进程的运行期状态

运行，就绪，阻塞



3.进程与线程

进程切换代价大，因此一般服务是单进程多线程。

进程从操作系统获得基本的内存空间，所有的线程共享着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，其他线程不能访问。



4.线程安全

修改进程共享内存里的数据时

5.临界区

多个线程访问共享资源的代码，使用锁解决

6.阻塞导致高并发系统崩溃

7.避免阻塞引起的崩溃

限流，降级，避免阻塞（异步）



四、锁

1.锁元语CAS：自旋

2.锁通过修改Mark Word实现加锁

3.偏向锁》轻量级锁>重量级锁

4.总线锁与缓存锁

总线锁：处理器的LOCK信号

缓存锁：内存中修改，并用缓存一致性机制保证一致

5公平锁与非公平锁

公平锁：按顺序

非公平锁：竞争关系

6可重入锁：可以再次获得不会出现死锁

7.互斥锁 共享锁 读写锁

互斥锁 ：只能一个线程持有

共享锁：多个线程持有

读写锁：读读不互斥，读写 写写互斥

8乐观锁与悲观锁

9.分段锁：锁的一种应用

jdk ConcurrentHashMap



五、文件与硬盘IO

1.B+树：块查找

2.LSM树：合成树

3.文件控制块：类似索引似的

Inode文件控制块

4.RAID独立硬盘冗余阵列

RAID5用的比较多