運維中性能優(yōu)化的常見模式及趨勢
作者介紹
陳顯銘(螞蟻金服技術(shù)專家，藝名山丘，公眾號：loopfork)
專注碼磚七年之久，喜歡碼磚，喜歡扔錘子(山丘之王出自寒冰王座)。常混跡中生代技術(shù)群(公眾號：freshmanTechnology)、高效運維(公眾號：greatops)等高大上社群。專注高可用、分布式、性能優(yōu)化、穩(wěn)定性、高效運維等方向。自我評價：不算出名，但是對于技術(shù)有一點點情懷，愛交友，歡迎技術(shù)討論。
性能優(yōu)化的價值
從上圖可以看出幾個優(yōu)點：
◆ 成本降低
◆ 穩(wěn)定性提升
◆ 用戶體驗體驗提升
性能優(yōu)化的缺點有：維護(hù)成本增加，代碼可能變復(fù)雜，結(jié)構(gòu)可能變復(fù)雜，技術(shù)棧可能變復(fù)雜。
性能優(yōu)化的兩種模式
個人總結(jié)，性能優(yōu)化整體上可以分為兩類：單應(yīng)用優(yōu)化和結(jié)構(gòu)型優(yōu)化。
◆ 單應(yīng)用優(yōu)化，關(guān)注單系統(tǒng)瓶頸，通過解決單系統(tǒng)瓶頸提升性能。
◆ 結(jié)構(gòu)型優(yōu)化，通過改造鏈路結(jié)構(gòu)和配比，進(jìn)行整體性能的優(yōu)化。
單應(yīng)用優(yōu)化常見步驟
優(yōu)化基本思路(閉環(huán))：
1.確定性能瓶頸/熱點；
2.確定優(yōu)化方案；
3.實施、反饋優(yōu)化情況。
確定性能瓶頸/熱點的常見方法：
1.性能壓測：通過工具/人肉等方式，量化運行時的性能情況。
2.業(yè)務(wù)/代碼梳理：通過代碼走讀，發(fā)現(xiàn)資源消耗熱點(牛B的人可以這么干)；通過統(tǒng)計代碼對資源的操作，量化代碼對資源的消耗(比如一個業(yè)務(wù)操作會進(jìn)行多少次數(shù)據(jù)庫調(diào)用，會進(jìn)行多少次服務(wù)運算等方式)。
壓測時常觀察的內(nèi)容及工具有(舉例Java應(yīng)用)：
1.壓測工具：jmeter
2.內(nèi)存的使用情況：mat，gc日志，vmstat
3.IO情況：iostat
4.網(wǎng)絡(luò)情況：netstat
5.熱點代碼：jprofile，btrace，jstack，jstat
6.CPU情況：top
優(yōu)化的常見手段或模式：
1.靜態(tài)化：動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)分離。
2.異步化：使用異步化減少主流程中的非關(guān)鍵業(yè)務(wù)邏輯。
3.并行化：使用多線程并發(fā)處理，縮短響應(yīng)時間。
4.內(nèi)存優(yōu)化：減少對象大小，減少對象創(chuàng)造，數(shù)據(jù)模型優(yōu)化。
5.去重復(fù)運算：業(yè)務(wù)邏輯優(yōu)化，或者使用緩存。
6.減少數(shù)據(jù)庫操作：數(shù)據(jù)冗余，數(shù)據(jù)緩存等。
7.縮短數(shù)據(jù)庫事務(wù)：短事務(wù)，異步化，最終一致性等方式可以考慮。
8.精簡代碼邏輯：去除冗余代碼，諸如過度設(shè)計檢查等代碼。
9.精簡日志操作：日志大小要關(guān)注，注意IO上的瓶頸;日志太多，說明生成的string也會多，也增加了gc負(fù)擔(dān)。
等等。
結(jié)構(gòu)型優(yōu)化常見步驟
此部分介紹的內(nèi)容，在很多網(wǎng)站架構(gòu)變遷的文章中介紹過，這里通過圖的方式展現(xiàn)出來。
每個階段都有適用的軟件架構(gòu)，基于成本、建設(shè)復(fù)雜度、維護(hù)成本的考慮，不必強(qiáng)求一開始建設(shè)很完整的技術(shù)體系。
個人認(rèn)為，性能是驅(qū)動應(yīng)用體系研究的重要驅(qū)動力，可以通過下面應(yīng)用結(jié)構(gòu)演進(jìn)看出來。
1.單應(yīng)用時代常見瓶頸先發(fā)生在DB。
2.單應(yīng)用時代常見***個解法是使用緩存(偏向應(yīng)用級別緩存)。
3.單應(yīng)用時代常見***個解法是獨立緩存服務(wù)(集中式緩存，如memcache)。
4.單應(yīng)用集中式部署帶來應(yīng)用集群處理能力提升。
5.單應(yīng)用集中式部署部署后的DB瓶頸。
6.單應(yīng)用集中式部署部署后的DB瓶頸解法(數(shù)據(jù)庫拆分、讀寫分離)。
7.服務(wù)化拆分應(yīng)對更大范圍請求量。
8.服務(wù)化集群部署模式。
兩個結(jié)構(gòu)優(yōu)化的案例
◆ 處理單點/網(wǎng)絡(luò)瓶頸的可行方式
◆ 處理數(shù)據(jù)庫連接池瓶頸的可行手段
總結(jié)：性能/應(yīng)用優(yōu)化的幾個趨勢
