架構(gòu)師必知：SpringBoot性能優(yōu)化的12招
前言
不知道你在SpringBoot項(xiàng)目中，有沒(méi)有遇到過(guò)下面這樣的代碼：
@GetMapping("/orders")
public List<Order> listOrders() {
return orderDao.findAll();
}一次性查詢(xún)了所有的訂單，全表掃描50萬(wàn)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致接口查詢(xún)性能很差，嚴(yán)重的時(shí)候可能會(huì)導(dǎo)致OOM問(wèn)題。
問(wèn)題定位：
- 未分頁(yè)查詢(xún)
- 無(wú)緩存機(jī)制
- 未啟用批量處理
這次事故讓我明白：性能優(yōu)化必須貫穿開(kāi)發(fā)全流程。
今天這篇文章，跟大家一起聊聊SpringBoot優(yōu)化的12招，希望對(duì)你會(huì)有所幫助。
圖片
第1招：連接池參數(shù)調(diào)優(yōu)
問(wèn)題場(chǎng)景：默認(rèn)配置導(dǎo)致連接池資源浪費(fèi)，高并發(fā)時(shí)出現(xiàn)連接等待
錯(cuò)誤配置：
spring:
datasource:
hikari:
maximum-pool-size: 1000
connection-timeout: 30000數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的最大連接數(shù)，盲目設(shè)置過(guò)大，連接超時(shí)時(shí)間設(shè)置過(guò)長(zhǎng)。
優(yōu)化方案：
spring:
datasource:
hikari:
maximum-pool-size: ${CPU核心數(shù)*2} # 動(dòng)態(tài)調(diào)整
minimum-idle: 5
connection-timeout: 3000 # 3秒超時(shí)
max-lifetime: 1800000 # 30分鐘
idle-timeout: 600000 # 10分鐘空閑釋放數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的最大連接數(shù)，改成根據(jù)CPU核心數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整。
將連接超時(shí)時(shí)間由30000，改成3000。
第2招：JVM內(nèi)存優(yōu)化
問(wèn)題場(chǎng)景：頻繁Full GC導(dǎo)致服務(wù)卡頓
我們需要優(yōu)化JVM參數(shù)。
啟動(dòng)參數(shù)優(yōu)化：
java -jar -Xms4g -Xmx4g
-XX:NewRatio=1
-XX:+UseG1GC
-XX:MaxGCPauseMillis=200
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=35
-XX:+AlwaysPreTouch最大堆內(nèi)存和初始堆內(nèi)存都設(shè)置成了4G。
-XX:NewRatio=1，設(shè)置新生代和老年代各占一半。
垃圾收集器配置的是G1。
垃圾回收的最大停頓時(shí)間為200毫秒。
第3招：關(guān)閉無(wú)用組件
問(wèn)題場(chǎng)景：自動(dòng)裝配加載不需要的Bean
優(yōu)化方案：
@SpringBootApplication(exclude = {
DataSourceAutoConfiguration.class,
SecurityAutoConfiguration.class
})
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}如果有些功能暫時(shí)用不到，可以先排除一下。
在SpringBoot項(xiàng)目啟動(dòng)的時(shí)候，排除了DataSourceAutoConfiguration和SecurityAutoConfiguration配置類(lèi)的自動(dòng)裝載。
第4招：響應(yīng)壓縮配置
問(wèn)題場(chǎng)景：接口返回JSON數(shù)據(jù)體積過(guò)大
優(yōu)化方案：
server:
compression:
enabled: true
mime-types: text/html,text/xml,text/plain,text/css,text/javascript,application/json
min-response-size: 1024配置開(kāi)啟響應(yīng)的壓縮。
第5招：請(qǐng)求參數(shù)校驗(yàn)
問(wèn)題場(chǎng)景：惡意請(qǐng)求導(dǎo)致資源耗盡
防御代碼：
@GetMapping("/products")
public PageResult<Product> list(
@RequestParam @Max(value=100, message="頁(yè)大小不能超過(guò)100") int pageSize,
@RequestParam @Min(1) int pageNum) {
//...
}在接口中做好參數(shù)校驗(yàn)，可以攔截很多惡意請(qǐng)求。
第6招：異步處理機(jī)制
問(wèn)題場(chǎng)景：同步處理導(dǎo)致線(xiàn)程阻塞
優(yōu)化方案：
@Async("taskExecutor")
public CompletableFuture<List<Order>> asyncProcess() {
return CompletableFuture.completedFuture(heavyProcess());
}
@Bean("taskExecutor")
public Executor taskExecutor() {
ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
executor.setCorePoolSize(5);
executor.setMaxPoolSize(10);
executor.setQueueCapacity(500);
return executor;
}在有些業(yè)務(wù)邏輯中，使用異步處理性能可能會(huì)更好。
第7招：使用緩存
使用緩存可以提升效率。
緩存架構(gòu)：
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代碼實(shí)現(xiàn)：
@Cacheable(cacheNames = "products", key = "#id",
cacheManager = "caffeineCacheManager")
public Product getDetail(Long id) {
return productDao.getById(id);
}這里使用了內(nèi)存緩存。
第8招：批量操作優(yōu)化
問(wèn)題場(chǎng)景：逐條插入導(dǎo)致性能低下
優(yōu)化方案：
@Transactional
public void batchInsert(List<Product> products) {
jdbcTemplate.batchUpdate(
"INSERT INTO product(name,price) VALUES(?,?)",
products,
500, // 每批數(shù)量
(ps, product) -> {
ps.setString(1, product.getName());
ps.setBigDecimal(2, product.getPrice());
});
}每500條數(shù)據(jù)插入一次數(shù)據(jù)庫(kù)。
第9招：索引深度優(yōu)化
問(wèn)題場(chǎng)景：慢查詢(xún)?nèi)罩绢l繁出現(xiàn)全表掃描，SQL執(zhí)行時(shí)間波動(dòng)大
錯(cuò)誤案例：
-- 商品表結(jié)構(gòu)
CREATETABLE products (
idBIGINT PRIMARY KEY,
nameVARCHAR(200),
categoryVARCHAR(50),
price DECIMAL(10,2),
create_time DATETIME
);
-- 低效查詢(xún)
SELECT * FROM products
WHEREcategory = '手機(jī)'
AND price > 5000
ORDERBY create_time DESC;問(wèn)題分析：
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優(yōu)化方案一：聯(lián)合索引設(shè)計(jì)
索引創(chuàng)建：
下面創(chuàng)建了一個(gè)分類(lèi)ID，單價(jià)和時(shí)間的聯(lián)合索引：
ALTER TABLE products
ADD INDEX idx_category_price_create
(category, price, create_time);優(yōu)化方案二：覆蓋索引優(yōu)化
查詢(xún)改造：
只查詢(xún)索引包含字段：
SELECT id, category, price, create_time
FROM products
WHERE category = '手機(jī)'
AND price > 5000
ORDER BY create_time DESC;這里使用了覆蓋索引。
優(yōu)化方案三：索引失效預(yù)防
常見(jiàn)失效場(chǎng)景：
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案例修復(fù)：
錯(cuò)誤寫(xiě)法：
SELECT * FROM products
WHERE DATE(create_time) = '2023-01-01';正確寫(xiě)法：
SELECT * FROM products
WHERE create_time BETWEEN '2023-01-01 00:00:00'
AND '2023-01-01 23:59:59';查詢(xún)時(shí)間范圍，這里使用了BETWEEN AND關(guān)鍵字，代替了等于號(hào)。
優(yōu)化方案四：索引監(jiān)控分析
診斷命令：
查看索引使用情況：
SELECT
index_name,
rows_read,
rows_selected
FROM
sys.schema_index_statistics
WHERE
table_name = 'products';分析索引效率：
EXPLAIN FORMAT=JSON
SELECT ...;索引優(yōu)化黃金三原則
- 最左前綴原則：聯(lián)合索引的第一個(gè)字段必須出現(xiàn)在查詢(xún)條件中
- 短索引原則：整型字段優(yōu)先，字符串字段使用前綴索引
- 適度索引原則：?jiǎn)蝹€(gè)表索引數(shù)量不超過(guò)5個(gè)，總索引長(zhǎng)度不超過(guò)表數(shù)據(jù)量30%
DBA工具箱
- 索引分析腳本
- 執(zhí)行計(jì)劃可視化工具
- 索引碎片檢測(cè)工具
第10招：自定義線(xiàn)程池
問(wèn)題場(chǎng)景：默認(rèn)線(xiàn)程池導(dǎo)致資源競(jìng)爭(zhēng)
優(yōu)化方案：
@Bean("customPool")
public Executor customThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(
10, // 核心線(xiàn)程
50, // 最大線(xiàn)程
60, TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingQueue<>(1000),
new CustomThreadFactory(),
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
}在高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，使用Executors類(lèi)創(chuàng)建默認(rèn)的線(xiàn)程池，可能會(huì)導(dǎo)致OOM問(wèn)題。
因此，我們需要自定義線(xiàn)程池。
第11招：熔斷限流策略
問(wèn)題場(chǎng)景：突發(fā)流量導(dǎo)致服務(wù)雪崩
解決方案：
// 使用Sentinel實(shí)現(xiàn)接口限流
@SentinelResource(value = "orderQuery",
blockHandler = "handleBlock",
fallback = "handleFallback")
@GetMapping("/orders/{id}")
public Order getOrder(@PathVariable Long id) {
return orderService.getById(id);
}
// 限流處理
public Order handleBlock(Long id, BlockException ex) {
thrownew RuntimeException("服務(wù)繁忙，請(qǐng)稍后重試");
}
// 降級(jí)處理
public Order handleFallback(Long id, Throwable t) {
return Order.getDefaultOrder();
}為了解決重復(fù)流量導(dǎo)致服務(wù)雪崩的問(wèn)題，我們需要增加接口熔斷、限流和降級(jí)處理。
第12招：全鏈路監(jiān)控體系
問(wèn)題場(chǎng)景：線(xiàn)上問(wèn)題定位困難，缺乏數(shù)據(jù)支撐
我們需要增加項(xiàng)目全鏈路的監(jiān)控。
監(jiān)控方案：
# SpringBoot配置
management:
endpoints:
web:
exposure:
include: "*"
metrics:
export:
prometheus:
enabled: true這里使用了prometheus監(jiān)控。
監(jiān)控架構(gòu)：
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核心監(jiān)控指標(biāo)：
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總結(jié)
SpringBoot性能優(yōu)化檢查清單
- 連接池參數(shù)按業(yè)務(wù)調(diào)整
- JVM參數(shù)經(jīng)過(guò)壓測(cè)驗(yàn)證
- 所有查詢(xún)走緩存機(jī)制
- 批量操作替代逐條處理
- 線(xiàn)程池按場(chǎng)景定制
- 全鏈路監(jiān)控覆蓋
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三條黃金法則：
- 預(yù)防性?xún)?yōu)化：編碼時(shí)考慮性能影響
- 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)：用監(jiān)控指標(biāo)指導(dǎo)優(yōu)化方向
- 持續(xù)迭代：性能優(yōu)化是持續(xù)過(guò)程
性能工具包
- Arthas在線(xiàn)診斷
- JProfiler性能分析
- Prometheus監(jiān)控體系
