原创 Java性能调优要注意什么？又有哪些方式？

Java性能调优要注意什么？又有哪些方式？一般来说，Java性能调优有着以下几个原则，即充分而不过分使用硬件资源、合理调整JVM和合理使用JDK包。在Java性能调优的过程中，我们要注意调优步骤、性能瓶颈的表象、外部处理系统的性能不足、CPU消耗分析、上下文切换等等。而Java性能调优的方式主要有设计调优、代码调优、JVM调优、数据库调优和操作系统调优。

Java性能调优要注意什么？

1、调优步骤：衡量系统现状、设定调优目标、寻找性能瓶颈、性能调优、衡量是否到达目标(如果未到达目标，需重新寻找性能瓶颈）、性能调优结束。
　　

2、性能瓶颈的表象：资源消耗过多、外部处理系统的性能不足、资源消耗不多但程序的响应速度却仍达不到要求。

3、外部处理系统的性能不足：所调用的其他系统提供的功能或数据库操作的响应速度不够。资源消耗不多但程序的响应速度却仍达不到要求：程序代码运行效率不够高、未充分使用资源、程序结构不合理。
　　

4、CPU消耗分析：CPU主要用于中断、内核、用户进程的任务处理，优先级为中断>内核>用户进程。
　　

5、上下文切换：每个线程分配一定的执行时间，当到达执行时间、线程中有IO阻塞或高优先级线程要执行时，将切换执行的线程。在切换时要存储目前线程的执行状态，并恢复要执行的线程的状态。对于Java应用，典型的是在进行文件IO操作、网络IO操作、锁等待、线程Sleep时，当前线程会进入阻塞或休眠状态，从而触发上下文切换，上下文切换过多会造成内核占据较多的CPU的使用。
　　

6、运行队列：每个CPU核都维护一个可运行的线程队列。系统的load主要由CPU的运行队列来决定。运行队列值越大，就意味着线程会要消耗越长的时间才能执行完成。
　　

7、利用率：CPU在用户进程、内核、中断处理、IO等待、空闲，这五个部分使用百分比。
　　

8、网络IO消耗分析：对于分布式Java应用，网卡中断是不是均衡分配到各CPU(cat/proc/interrupts查看)。
　　

9、文件IO消耗分析：Linux在操作文件时，将数据放入文件缓存区，直到内存不够或系统要释放内存给用户进程使用。所以通常情况下只有写文件和第一次读取文件时会产生真正的文件IO。对于Java应用，造成文件IO消耗高主要是多个线程需要进行大量内容写入（例如频繁的日志写入）的动作、磁盘设备本身的处理速度慢、文件系统慢、操作的文件本身已经很大。
　　

10、JVM堆外的内存：swap的消耗、物理内存的消耗、JVM内存的消耗。
　　

11、文件IO消耗严重的解决方法：从程序的角度而言，造成文件IO消耗严重的原因主要是多个线程在写进行大量的数据到同一文件，导致文件很快变得很大，从而写入速度越来越慢，并造成各线程激烈争抢文件锁。

Java性能调优有哪些方式？

1、设计调优
　　

设计调优处于Java性能调优手段的上层，它往往须要在软件开发之前进行。在软件开发之前，系统架构师应该就评估系统可能存在的各种潜在问题和技术难点，并给出合理的设计方案，因为软件设计和系统架构对软件总体设计质量有决定性的影响。所以，设计调优对系统的性能影响也是最大的，如果代码调优、JVM调优都是对系统微观层次的“量”的优化，那设计调优就是对系统”质”的优化.
　　

设计调优的一大显著特征是：它能够规避某一个组件的性能问题，而是改良组件的实现；打个比方，组件A通过循环监控不断的检測时间E是否发生，其检測行为必定会占用部分系统资源。因此，开发者必须检測频率和资源消耗上取得平衡。假设检測频率太低，尽管降低了资源消耗，可是系统实时反应性就会降低；假设进行代码层的调优，就须要优化检測方法的实现及要求得一个最为恰当的检測频率。对于这个问题，我们就能够用设计模式中的观察者模式 ，当事件E发生的时刻，由事件E通知组件A，从而触发组件A的行为。这样的设计从根本上攻克了存在性能隐患的循环监控，从根本上攻克了这一问题。进行设计调优时，设计人员和必须熟悉经常使用的设计方法，设计模式，以及主要的性能组件和经常使用的优化思想，并将其有机地集成在软件系统中。

　2、代码调优

代码调优是在软件开发中，或者是软件开发完毕后，软件维护过程中进行的程序代码的改进和优化。代码优化涉及诸多编码技巧，须要开发者熟悉相关的语言API ，并在适合的场景中正确的使用相关API或类库。同一时候，对算法，数据结构的灵活使用，也是代码优化的一个重要内容。
　　

尽管代码优化时，从微观上对性能进行调整，可是一个”好”的实现和一个”坏”的实现，对系统的影响也是非常大的。还是打个比方，相同作为List的实现，LinkedList和ArrayList在随机訪问上的性能却差了好几个量级；比方相同是文件读写的实现，使用Stream方式和使用JAVA NIO的方式，其系能可能又会是还有一个数量级。因此，尽管与设计优化相比，笔者将代码优化成为在微观层面上的优化，但它却是对系统性能产生最直接影响的优化方法。

3、JVM调优
　　

因为JAVA软件总是执行在JVM虚拟机之上。对JVM虚拟机进行优化，也能一定程度上的提升JAVA程序的性能。JVM通常能够在软件开发后期进行，如在开发完毕或者是软件开发的某一里程碑阶段。作为JAVA软件的执行平台，JVM的各项參数将会直接影响JAVA程序的性能。举个例子，JVM的堆大小，垃圾回收策略等等。要进行JVM层面的调优。须要开发者对JVM的执行原理和基本内存结构有一定的了解。如，堆内存的结构，GC的种类等。然后，根据引用程序的特点，设置合理的JVM启动參数。

4、数据库调优
　　

对绝大部分应用系统而言，数据库是不可缺少的一部分，JAVA程序能够使用JDBC的方式连接数据库。对数据库的调优能够分为三个部分：在应用层对SQL语句进行优化；对数据库进行优化。对数据库软件进行优化。在应用层优化数据库訪问。涉及大量的编程技巧。比方。当使用JDBC进行查询的时候，对于大量拥有相同结构的SQL查询，能够使用PerparedStatement取代Statement。以提高数据库的查询效率。在使用Select语句中，显示指定要查询的列名 ，避免使用*在对数据库优化时，主要目的是建立一个具有良好表结构的数据库。在对数据库进行优化时。主要目的是建立一个具有良好表结构的数据库。比如，为了提高多表级联查询效率，能够合理地使用冗余字段。对于大表。能够使用行数据来水平分割，为了提高数据库的查询效率，能够建立有效且事宜的索引
　　

5、操作系统调优
　　

操作系统，调优的手段和參数可能有所不同。比如，在主流Unix系统中，共享内存段。信号量，共享内存最大值。共享内存最小值等都是能够进行优化的系统资源。此外，如最大文件句柄数,虚拟内存大小，磁盘的块大小等參数都可能对软件的性能产生影响，配置虚拟内存界面。

以上就是关于Java性能调优的注意事项和解决方式，大家都看明白了吗？关于Java性能调优的注意事项和方式就讲到这里了，如果觉得本文对你有帮助，不妨把文章分享出去，让更多的人看到。