Java web应用性能分析之服务端慢和优化概叙

本文主要是介绍Java web应用性能分析之服务端慢和优化概叙，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

        前面已经分析了客户端慢、前端页面慢、入口Nginx慢，按照上图接下来就是我们服务端重点的接口慢分析优化、服务器资源性能瓶颈分析、服务器带宽性能瓶颈分析。

性能优化的目的

        性能优化的目标是提高应用的性能，使其更加高效、稳定和可靠。性能优化包括服务器优化、操作系统优化、网络优化、web服务器优化、数据库优化、缓存优化、MQ优化、Springcloud优化、Java程序代码优化等方面。

性能优化的依据--监控和日志

        java应用跑在服务器上，时间久了，有些功能页面响应慢了，排除前端代码问题、入口Nginx问题，那么剩下的只能是后端问题（服务端接口慢、服务器资源性能瓶颈、服务器带宽性能瓶颈）。如何定位问题，那就只能看监控（操作系统自带的监控命令，java应用的监控Zabbix、Prometheu等），以及日志。

        java应用慢下来的表象是用户体验，但是对于一个开发人员来说，表象不仅仅只是用户体验，而是服务器资源的占用以及原因：CPU飙高，有使用SWAP，IOwait，tcp的连接数、time_wait、close_wait等。

        要获得这些监控信息，特别是线上实时监控信息，一般都是通过top、htop、sar、netstat、iostat等命令进行CPU性能分析、内存性能分析、磁盘性能分析、网络性能分析。

         cpu、网络、重点进程监控，可以参考我之前写的文章。

Linx监控分享--重点进程监控（mysqld）+邮件提醒-CSDN博客

Linx监控分享--网络状态监控+邮件提醒_监控状态怎么实时告之 邮件吗-CSDN博客

性能优化的依据--CPU飙高

        通过top、htop命令发现有进程的cpu超过100%，而且持续时间长。记住进程号pid，再通过ps -ef|grep pid   定位这个进程是谁；是java进程？还是数据库进程mysqld？亦或者是nginx、redis等进程，也可能是挂的木马进程？

        具体问题具体分析：

Java程序的CPU占用过高的原因：

        1、无限循环或死循环：程序中存在错误的循环结构，导致程序一直在循环执行，从而消耗大量的CPU资源。

        2、复杂的算法和计算：程序中执行复杂的算法、大规模的数据处理或者需要大量计算的操作可能导致CPU占用过高。

        3、频繁的IO操作：如果程序频繁地进行文件读写、网络通信等IO操作，可能会导致CPU占用增加。

        4、线程问题：多线程程序中，线程可能因为竞争条件、死锁、阻塞等问题导致CPU占用过高。

        5、内存问题：内存泄漏或内存占用过高可能导致Java虚拟机频繁进行垃圾回收，从而增加CPU负担。

        6、不合理的资源管理：没有正确释放或管理资源，如打开的文件、数据库连接等，可能导致CPU占用过高。

       7、第三方库或框架问题：使用的第三方库、框架或组件可能存在性能问题，导致程序CPU占用增加。

        8、并发问题：不正确的并发控制或同步机制可能导致竞争条件和性能问题。

        9、缓存问题：缓存未有效利用，导致程序频繁地从内存或磁盘读取数据，增加了CPU负担。

       10、频繁的异常处理：频繁的异常处理可能会导致CPU占用过高，因为异常处理可能会涉及昂贵的堆栈跟踪等操作。

java程序cpu占用过高的解决方法可：

        1、优化代码：检查代码，优化算法、循环和IO操作，减少CPU负担。

        2、线程管理：确保多线程程序中的线程正确管理，避免竞争条件和死锁。

        3、内存管理：检查内存泄漏，确保释放不再使用的内存。

        4、使用合适的工具：使用性能分析工具来检测CPU占用过高的具体位置和原因。

        5、代码审查：让同事或专业开发人员进行代码审查，发现潜在的性能问题。

        6、进行性能测试：在开发过程中进行性能测试，以确保程序在不同负载下的CPU占用情况。

        7、使用合适的框架和库：选择经过优化和高效的第三方库或框架。

        解决CPU占用过高问题可能需要详细的分析和调试，特别是在复杂的应用程序中。如果问题仍然存在，就需要专业的开发人员的帮助。

性能优化的依据--jvm监控

        接着上面的讲，如果java进程cpu消耗不大，但是java进程就是慢，怎么办？这个时候需要更精细的监控jvm内存监控、gc监控、gc日志、以及当前接口操作的整个链路。由于篇幅原因，这里就不再展开，后面详说。

性能优化的参考--基准测试

        一般在采购前，都会用厂商提供的服务器进行一个基准测试，用来评估服务器性能。在这里我们就提一嘴，可以用sysbench。

        sysbench是一个模块化的、跨平台、多线程基准测试工具，主要用于评估测试各种不同系统参数下的数据库负载情况。

        主要包括以下几种方式的测试：

1、cpu性能

2、磁盘io性能

3、调度程序性能

4、内存分配及传输速度

5、POSIX线程性能

6、数据库性能(OLTP基准测试)

        衡量结果标准：

cpu性能测试：找范围内最大素数时间越短越好

线程调度：线程并发执行，循环响应信号量花费的时间越少越好

互斥锁：并发线程同时申请互斥锁循环一定次数花费的时间越少越好

内存：以不同块大小传输一定数量的数据吞吐量大小越大越好

IO：不同场景下IO TPS越大越好

这篇关于Java web应用性能分析之服务端慢和优化概叙的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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