在系统架构设计时如何考虑系统性能问题
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在当今信息化时代,系统架构设计成为企业发展的重要一环。
一个优秀的系统架构设计可以提高系统的性能、可靠性和可维护性,帮助企业提高效率和降低成本。
然而,在实际的系统架构设计中,常常会出现各种各样的问题,给企业造成不小的困扰。
本文将从常见问题及解决方法的角度探讨系统架构设计中的挑战。
一、系统设计不合理导致性能问题在系统架构设计中,性能问题往往是最为头疼的。
不合理的系统设计可能导致系统性能低下,甚至崩溃。
解决这一问题的方法之一是进行合理的系统分层设计。
将系统按照功能模块进行分层,避免功能耦合过紧,可以提高系统的可扩展性和性能。
另外,对系统进行性能测试,及时发现并优化性能瓶颈也是解决性能问题的有效途径。
二、系统安全性不足引发的风险随着信息技术的发展,系统面临的安全威胁也在不断增加。
系统安全性不足会带来潜在的风险,如信息泄露、黑客攻击等。
解决这一问题的方法包括加强系统的安全防护,采用多层次的安全策略,进行安全漏洞的排查和修复。
另外,定期进行安全性评估和应急演练也是保障系统安全的有效手段。
三、系统可维护性差导致维护成本高随着系统的不断发展和升级,系统的可维护性显得尤为重要。
而系统可维护性差会导致维护成本居高不下。
解决这一问题的方法之一是进行模块化设计,将系统分解成不同的模块,降低模块之间的依赖性,方便维护和扩展。
另外,采用合适的开发工具和技术,建立完善的文档和知识库也是提高系统可维护性的手段。
四、系统扩展性不足造成业务发展受限随着企业的发展,系统需要不断进行扩展和升级。
系统扩展性不足会限制企业的业务发展。
解决这一问题的方法包括采用合适的技术架构和设计模式,引入微服务架构等,提高系统的灵活性和扩展性。
另外,进行系统的容量规划和性能测试,预留足够的扩展空间也是保障系统扩展性的有效途径。
五、系统架构设计与业务需求脱节系统架构设计与业务需求脱节是常见的问题之一。
系统架构设计应该紧密结合业务需求,否则会导致系统无法满足实际业务需求。
高性能计算机系统架构设计与性能优化简介:高性能计算机系统是通过优化硬件和软件的设计来实现更高的计算速度和更强的处理能力。
本文将讨论高性能计算机系统架构设计的关键因素以及性能优化的方法。
一、高性能计算机系统架构设计的关键因素1. 处理器选择:选择适用于高性能计算的处理器架构,如多核、多线程、向量处理器等,并考虑处理器的时钟频率和缓存容量。
2. 内存子系统设计:对于高性能计算应用,内存子系统设计需要考虑带宽、延迟和容量。
采用高带宽内存、多通道访问和适当的缓存大小可提高系统性能。
3. 存储体系结构:选择适当的存储器技术,如高速缓存和分布式文件系统,以优化数据访问速度。
4. 互连网络设计:高性能计算机系统需要高带宽、低延迟的互连网络,以实现处理器、内存和存储之间的高速数据传输。
5. 并行计算模型选择:根据应用的特点选择适当的并行计算模型,如共享内存、分布式内存或混合模型,以最大限度地利用系统资源。
二、性能优化的方法1. 指令级优化:通过使用适当的指令集和编译器优化技术,如向量化、循环展开和数据预取,提高代码的执行效率。
2. 数据局部性优化:通过重新组织数据结构和访问模式,使得数据访问更加局部化,减少缓存失效率。
3. 并行化优化:将任务划分为多个可并行执行的子任务,并使用并行编程模型,如OpenMP、MPI等,实现并行计算。
4. 内存优化:通过内存分配和释放策略、内存层次化管理等手段,减少内存带宽的瓶颈,提高内存访问效率。
5. 磁盘I/O优化:通过使用缓存技术、异步I/O和数据压缩等手段,加速磁盘读写操作,减少I/O延迟。
6. 负载均衡优化:针对并行计算任务,通过动态调度和任务分配算法,使得各个计算节点负载均衡,充分利用系统资源。
7. GPU加速优化:利用图形处理器(GPU)进行并行计算加速,通过使用CUDA或OpenCL等编程模型,将适合并行计算的任务迁移到GPU上执行。
结论:在高性能计算机系统的架构设计与性能优化中,处理器选择、内存子系统设计、存储体系结构、互连网络设计和并行计算模型选择等因素都扮演着重要角色。
技术架构师设计系统架构提高性能在如今快节奏的高科技时代,技术架构师在软件开发领域扮演着重要的角色。
他们负责设计系统架构,以提高系统性能并满足用户需求。
本文将探讨技术架构师在设计系统架构过程中的关键要素,以及如何提高系统的性能。
一、系统架构设计的关键要素1.1 确定业务需求在开始设计系统架构之前,技术架构师必须清楚地了解业务需求。
他们需要与客户和利益相关者合作,确定系统的功能要求和性能指标。
只有充分了解业务需求,技术架构师才能够设计出合适的系统架构。
1.2 定义系统目标技术架构师应该明确系统的目标和约束条件。
例如,系统需要处理的数据量、响应时间要求、可扩展性要求等。
根据这些目标和约束条件,技术架构师可以选择适合的架构风格和技术组件。
1.3 选择合适的架构风格不同的应用场景需要采用不同的架构风格。
技术架构师需要根据业务需求和系统目标选择合适的架构风格,例如分层架构、微服务架构、面向服务架构等。
选择合适的架构风格可以提高系统的灵活性和可维护性。
1.4 模块化设计模块化设计是系统架构设计的基本原则之一。
技术架构师应该将系统拆分为多个功能模块,并定义它们之间的接口和依赖关系。
这样做可以提高系统的可复用性和可测试性。
1.5 考虑技术栈和工具在设计系统架构时,技术架构师需要考虑选择合适的技术栈和工具。
他们应该评估不同技术的优缺点,并选择适合项目需求的技术。
例如,选择合适的数据库、编程语言和开发框架,可以提高系统的性能和开发效率。
二、提高系统性能的方法2.1 水平扩展水平扩展是提高系统性能的一种有效方法。
技术架构师可以使用负载均衡器将流量分发到多台服务器上,从而增加系统的处理能力。
此外,他们还可以使用分布式缓存、分布式数据库等技术来提高系统的容错性和可扩展性。
2.2 异步处理在系统设计中,技术架构师可以采用异步处理的方式来提高系统的性能。
例如,将一些耗时的操作放入消息队列中异步执行,从而减少系统的响应时间。
此外,使用异步通信和事件驱动的方式可以提高系统的吞吐量和并发性能。
架构设计中的关键考虑因素在软件开发过程中,架构设计是整个项目的核心,它决定了系统的可扩展性、性能和稳定性。
在进行架构设计时,必须考虑多个因素,以确保系统满足业务需求并达到预期的效果。
本文将介绍架构设计中的一些关键考虑因素。
一、可扩展性可扩展性是指系统在面对业务增长或用户负载增加时,能够保持性能稳定,并能够方便地进行扩展。
为了实现可扩展性,以下几个因素需要考虑:1. 松耦合:采用松耦合的架构设计可以降低模块之间的依赖性,使模块能够独立开发和测试。
例如,使用面向接口编程,将不同功能模块解耦,从而实现灵活的组合和替换。
2. 水平扩展:通过在多台服务器上部署相同的应用程序副本,并通过负载均衡器将请求分发到各个副本,实现系统的水平扩展。
这样可以提高系统的可用性和性能。
3. 异步处理:将耗时的任务异步化可以提高系统的吞吐量和响应速度。
例如,将耗时的计算或网络请求放入消息队列中,由后台任务进行处理,从而释放前台线程,提高用户体验。
二、性能性能是用户评判系统好坏的重要指标之一。
在架构设计中,需要考虑以下因素来提高系统的性能:1. 缓存机制:合理使用缓存可以减少对后端资源的请求,提高系统的响应速度。
可以将常用的数据存储在缓存中,以减少数据库或外部接口的访问频率。
2. 异步处理:如前所述,将耗时的任务异步处理可以提高系统的吞吐量和响应速度。
例如,将请求从同步方式改为异步方式处理,可以减少等待时间,提高用户的交互体验。
3. 数据库优化:数据库是系统性能的关键瓶颈之一。
通过合理设计和索引优化,可以提高数据库查询的效率。
此外,采用读写分离、数据库分片等技术也可以提高系统的并发处理能力。
三、可靠性与可恢复性在架构设计中,可靠性和可恢复性是非常重要的考虑因素,特别是对于关键业务系统来说。
以下几个因素需要注意:1. 冗余设计:通过使用冗余的服务器、存储设备和网络连接等,可以降低单点故障的风险,并提高系统的可用性。
例如,采用主备模式、集群模式等来实现冗余并提供自动切换。
系统架构设计师系统设计性能优化系统架构设计师在设计系统时,需要考虑多个方面,其中性能优化是一个重要的因素。
本文将介绍系统架构设计师在系统设计过程中如何进行性能优化。
一、引言在现代软件开发中,系统的性能对于用户体验和系统的稳定性至关重要。
系统架构设计师应该具备系统性能优化的技能,以确保系统的高效运行。
本文将介绍一些性能优化的方法和技巧,帮助系统架构设计师在系统设计中提升性能。
二、系统性能分析在进行性能优化之前,系统架构设计师需要对系统进行全面的性能分析。
这包括对系统的瓶颈进行识别,了解系统的性能指标,以及对系统进行压力测试等。
通过对系统的性能分析,系统架构设计师可以确定性能优化的重点。
三、系统设计原则在系统设计中,系统架构设计师应该遵循一些性能优化的原则,以确保系统设计的性能良好。
这包括以下几点:1. 模块化设计:将系统拆分为多个模块,每个模块负责特定的功能。
这样可以降低模块间的耦合度,提高系统的可维护性和性能。
2. 缓存优化:合理使用缓存技术,将一些频繁读取的数据或计算结果存储在缓存中,减少对底层存储的访问,提高系统的响应速度。
3. 异步处理:将一些耗时的操作设计为异步任务,如邮件发送、文件上传等。
这样可以在操作完成之前释放资源,并提高系统的并发能力。
4. 数据库优化:设计高效的数据库结构,合理使用索引,避免频繁的数据库查询操作。
同时,使用连接池技术来重用数据库连接,提高数据库操作的效率。
5. 并发控制:合理设计系统的并发控制机制,避免多个线程之间的资源竞争和冲突,提高系统的并发能力和响应速度。
四、性能优化工具和技术系统架构设计师可以借助一些性能优化工具和技术来优化系统的性能。
以下是一些常用的性能优化工具和技术:1. 性能测试工具:使用性能测试工具来对系统进行全面的性能测试,并分析测试结果,找出系统的瓶颈。
2. 负载均衡:使用负载均衡技术将用户请求均匀地分发到不同的服务器上,避免单个服务器负载过重,提高系统的并发能力和响应速度。
如何应对系统架构中的性能问题一、引言系统架构是软件开发过程中的关键环节,而性能问题则是在系统架构设计中常见的挑战。
本文将探讨如何应对系统架构中的性能问题,并提供一些实用的解决方案。
二、分析性能问题的原因在解决性能问题之前,首先需要了解其根本原因。
以下是常见的性能问题原因:1. 系统设计不当:系统架构设计可能存在缺陷,例如使用了低效的算法、数据结构或不合理的设计模式,导致性能低下。
2. 数据库优化不足:数据库查询、索引设计或缓存使用不当等问题都可能导致系统性能下降。
3. 网络延迟:系统架构中的网络连接存在延迟或阻塞,导致响应时间缓慢,进而影响整个系统的性能。
4. 并发处理不当:系统架构中并发处理的实现可能存在问题,例如线程安全性、资源竞争等,导致性能下降。
5. 设备资源限制:系统架构运行在有限的硬件资源上,例如内存、存储或带宽限制,极易导致性能问题。
三、解决方案1. 合理的系统设计在系统架构设计中考虑性能问题,可以采用以下策略:- 选择合适的算法和数据结构,减少不必要的计算。
- 使用缓存机制来加速数据的访问。
- 采用分层架构和微服务架构,可以提高系统的扩展性和服务的响应时间。
2. 数据库优化优化数据库设计和查询是提高性能的关键步骤:- 合理设计数据库的表结构,避免冗余和不必要的关联查询。
- 创建适当的索引,提高查询效率。
- 合理使用数据库缓存,如使用Redis等内存缓存,减轻数据库的负载。
3. 充分利用缓存合理使用缓存能够有效提升系统性能:- 针对读多写少的场景,使用缓存来存储热点数据,减少对数据库的访问次数。
- 使用适当的缓存策略,如LRU(Least Recently Used)或LFU (Least Frequently Used),根据数据的访问频率来选择缓存淘汰策略。
4. 并发处理优化优化并发处理可以提高系统的性能和响应速度:- 采用线程池来管理线程资源,避免频繁创建和销毁线程。
- 合理使用锁机制,避免资源竞争和死锁。
在软件开发过程中,系统架构设计是一个至关重要的环节。
一个合理的系统架构可以保证软件系统的稳定性、可扩展性、易维护性和安全性。
因此,在进行系统架构设计时,需要注意一些关键的事项,以确保系统能够有效地满足业务需求并具备良好的性能表现。
首先,系统架构设计需要充分考虑业务需求。
在设计系统架构之前,需要充分了解业务需求,包括功能需求、性能需求、安全需求等。
只有充分理解业务需求,才能设计出合适的系统架构。
在考虑业务需求的同时,还需要考虑未来的扩展性和变化性,以确保系统在未来能够满足不断变化的业务需求。
其次,系统架构设计需要考虑系统的可靠性和稳定性。
一个稳定可靠的系统是用户的基本需求,因此在设计系统架构时,需要充分考虑系统的容错能力、负载均衡能力和故障恢复能力。
同时,还需要考虑系统的安全性,包括数据的加密传输、访问控制和身份认证等方面的设计。
另外,系统架构设计需要考虑系统的性能。
一个高性能的系统可以提升用户体验,因此在设计系统架构时,需要考虑系统的并发处理能力、数据读写能力、以及请求响应时间等方面的设计。
同时,还需要考虑系统的可扩展性,以确保系统能够在用户量增加时依然保持良好的性能表现。
此外,系统架构设计还需要考虑系统的可维护性。
一个易于维护的系统可以降低维护成本,因此在设计系统架构时,需要考虑系统的模块化设计、标准化接口设计、以及代码的清晰结构等方面的设计。
同时,还需要考虑系统的文档化和监控能力,以便于系统运维和故障排查。
最后,系统架构设计需要考虑技术选型和系统集成。
在设计系统架构时,需要考虑使用哪些技术框架和组件,以及如何进行系统集成。
需要根据业务需求和技术趋势,选择合适的技术框架和组件,并考虑如何进行系统集成,以确保系统能够顺利运行并具备良好的扩展性和灵活性。
综上所述,系统架构设计是软件开发过程中的一个关键环节,需要充分考虑业务需求、系统稳定性、性能、可维护性以及技术选型和集成等方面。
只有在这些关键事项上进行充分考虑和设计,才能设计出合理的系统架构,确保系统能够稳定高效地运行并满足不断变化的业务需求。
架构设计中的关键考虑因素架构设计在软件开发中是至关重要的一环,它决定了软件系统的结构和整体性能。
在进行架构设计时,需要考虑众多因素,如系统需求、可扩展性、可靠性、安全性等。
本文将探讨架构设计过程中的关键考虑因素,并分析它们对系统性能和稳定性的影响。
一、系统需求架构设计的首要考虑因素是系统需求。
需求分析是指明确系统功能、性能、用户接口等方面的需求,包括了对系统的功能要求和非功能要求的定义。
在进行架构设计时,首先要全面了解系统的需求,以确保设计方案符合需求。
例如,在设计一个电商平台时,需求可能包括商品浏览、下单、支付等功能,系统架构需能满足这些功能的需求。
二、可扩展性可扩展性是指系统能够方便地适应变化和增长的能力。
在进行架构设计时,需要考虑到未来系统可能面临的扩展需求,如用户数量的增加、功能的拓展等。
对于大型系统而言,可扩展性是至关重要的,它能保证系统在面临挑战时仍能保持高性能和稳定性。
设计师可以采用模块化、松耦合的架构模式来实现系统的可扩展性。
三、可靠性可靠性是指系统在任何时候都能正常运行的能力。
在架构设计中,需要考虑到系统可能遇到的各种故障和异常情况,并提供相应的容错和恢复机制。
例如,引入冗余机制可以保证系统在硬件故障时依然可靠地运行。
此外,使用可靠的数据存储和传输机制也是确保系统可靠性的重要因素。
四、性能优化性能是衡量系统好坏的一个重要指标。
在进行架构设计时,需要考虑到系统的性能需求,并在设计中做出相应的优化。
例如,合理使用缓存机制、优化数据库查询和调整系统任务分配等都是提升系统性能的关键因素。
此外,架构设计还需要考虑系统的负载均衡,以确保系统在面对高并发时能够保持稳定。
五、安全性随着网络攻击和数据泄露事件的不断增多,系统的安全性成为了架构设计的重要考虑因素。
在进行架构设计时,需要考虑系统的安全需求,并采取相应的安全措施,如身份验证、权限控制、数据加密等。
设计师还需要对系统进行漏洞评估和安全测试,以确保系统能够抵御各种安全威胁。
在系统架构设计时如何考虑系统性能问题1.1.1提高系统的性能所应该注意的问题目前对很多行业来说,IT技术正在支持着关键的业务应用,如制造业的ERP 系统、电信BOSS系统、银行的核心业务系统、卡业务系统以及基于电子商务的业务等。
关键业务应用对性能有较高要求,性能下降往往对业务造成巨大损失。
因此,我们有必要对我们所设计的系统进行性能优化----因为没有性能设计,对系统的影响很大,很多Java系统失败都是这个原因,以前很多人说EJB不好,导致项目失败,主要也是这方面原因。
1、系统架构是一个重要的方面架构设计是根据应用系统具体特点,结合J2EE领域各种技术特点,提出一个可操作性很强的,开发风险很低的技术选择和设计方案。
(1)系统性能的提高主要不在代码阶段一个应用系统性能的提高在程序设计方面(代码阶段)是体现不出多少的,我们最多不过是优化一下算法,以及在具体的代码实现上,减少不必要的代码的冗余和处理。
(2)影响系统性能的提高的一个重要的方面是系统架构设计系统架构是一个很重要的方面----这包括系统的体系结构的设计、如何分层和事务划分、性能的优化策略等方面的工作。
(3)系统架构是设计和性能等因素的综合平衡考虑项目开始之初,架构选择是设计和性能等因素的综合平衡考虑,特别是在选择现有目前的成熟框架时,我们需要对其从几个方面进行考核:ScalabilityTransparencyExtendablePerformanceAvailability。
并且还需要注意选择这些框架之后,它们在搭配组合方面是否有一些陷阱,如性能陷阱等。
2、负载均衡的实现3、事务或者消息控制4、服务器的选择(1)确定是采用Web服务器+应用服务器模式,还是单独的应用服务器以一个基于JA V A、采用了Web服务器与应用服务器的网上银行系统为例,如果在这个Web应用中,静态文件(如HTML、图形/图像文件)的使用数量还不到与JSP(Java Server Page)使用数量的十分之一,那么会发生什么情况呢?一个必然的结果是大量的请求都要由Web服务器转给应用服务器来处理,两者之间的通信带来的资源占用明显过大,整个系统的效率由此也不可能快起来。
系统架构设计的技巧与方法系统架构设计是软件开发过程中至关重要的一环。
一个良好的系统架构可以保证软件系统的稳定性、可扩展性和可维护性。
在实际的系统架构设计中,我们需要运用一些技巧和方法来保证设计的质量。
本文将从需求分析、架构选择、模块划分和性能优化等方面来探讨系统架构设计的技巧与方法。
需求分析系统架构设计的第一步是需求分析。
在需求分析阶段,我们需要充分了解系统的功能需求、性能需求、安全需求等方面的要求。
在这个阶段,我们需要和客户充分沟通,确保对需求的理解是准确的。
此外,我们还需要对系统可能遇到的未来需求进行预测,以便在架构设计中考虑到系统的可扩展性。
架构选择在确定需求后,我们需要选择适合系统的架构。
常见的系统架构包括单层架构、多层架构、微服务架构等。
在选择架构时,我们需要考虑系统的复杂度、性能要求、可维护性等因素。
例如,对于复杂度较低的系统,可以选择单层架构来简化系统的设计和开发过程;而对于大型系统,我们可能会选择多层架构或微服务架构来实现系统的模块化和可扩展性。
模块划分在确定了系统的架构后,我们需要将系统划分成若干个模块。
模块划分的目的是将系统拆分成相互独立、低耦合的部分,以便于分工合作和模块化开发。
在模块划分的过程中,我们需要考虑到模块之间的交互关系、数据流向以及模块的功能边界。
此外,为了保证模块之间的协作,我们还需要定义清晰的接口和规范。
性能优化在系统架构设计的过程中,我们还需要考虑到系统的性能优化。
性能优化包括对系统的响应速度、资源利用率等方面的优化。
在进行性能优化时,我们可以采用一些技巧和方法,比如使用缓存技术来减少数据库访问、采用负载均衡来提高系统的并发处理能力、使用异步处理来提高系统的响应速度等。
总结系统架构设计是软件开发过程中至关重要的一环。
在系统架构设计的过程中,我们需要通过需求分析、架构选择、模块划分和性能优化等步骤来保证系统架构的质量。
通过运用一些技巧和方法,我们可以设计出稳定、可扩展、易维护的系统架构,从而保证软件系统的高质量和可靠性。
在系统架构设计时如何考虑系统性能问题1.1.1提高系统的性能所应该注意的问题目前对很多行业来说,IT技术正在支持着关键的业务应用,如制造业的ERP 系统、电信BOSS系统、银行的核心业务系统、卡业务系统以及基于电子商务的业务等。
关键业务应用对性能有较高要求,性能下降往往对业务造成巨大损失。
因此,我们有必要对我们所设计的系统进行性能优化----因为没有性能设计,对系统的影响很大,很多Java系统失败都是这个原因,以前很多人说EJB不好,导致项目失败,主要也是这方面原因。
1、系统架构是一个重要的方面架构设计是根据应用系统具体特点,结合J2EE领域各种技术特点,提出一个可操作性很强的,开发风险很低的技术选择和设计方案。
(1)系统性能的提高主要不在代码阶段一个应用系统性能的提高在程序设计方面(代码阶段)是体现不出多少的,我们最多不过是优化一下算法,以及在具体的代码实现上,减少不必要的代码的冗余和处理。
(2)影响系统性能的提高的一个重要的方面是系统架构设计系统架构是一个很重要的方面----这包括系统的体系结构的设计、如何分层和事务划分、性能的优化策略等方面的工作。
(3)系统架构是设计和性能等因素的综合平衡考虑项目开始之初,架构选择是设计和性能等因素的综合平衡考虑,特别是在选择现有目前的成熟框架时,我们需要对其从几个方面进行考核:ScalabilityTransparencyExtendablePerformanceAvailability。
并且还需要注意选择这些框架之后,它们在搭配组合方面是否有一些陷阱,如性能陷阱等。
2、负载均衡的实现3、事务或者消息控制4、服务器的选择(1)确定是采用Web服务器+应用服务器模式,还是单独的应用服务器以一个基于JA V A、采用了Web服务器与应用服务器的网上银行系统为例,如果在这个Web应用中,静态文件(如HTML、图形/图像文件)的使用数量还不到与JSP(Java Server Page)使用数量的十分之一,那么会发生什么情况呢?一个必然的结果是大量的请求都要由Web服务器转给应用服务器来处理,两者之间的通信带来的资源占用明显过大,整个系统的效率由此也不可能快起来。
如果想一个办法来解决的话,就是去掉独立的Web服务器,由应用服务器的Web容器来负责完成其功能,虽然这个办法并不难想到,但目前的许多应用都延续了一种习惯:用Web服务器+应用服务器支持所有的应用上述的例子在国内银行的网上银行系统中不在少数,而且在类似的网上税务、网上证券交易系统也有相似的应用情况。
(2)多数据库服务器在系统的数据访问层的设计中,通过操作数据库可以把一些近期常用的数据放到主数据库之外的服务器上,这样可以大大地分流除应用服务器对主数据库的请求压力,这也能在一定程度上提高系统的效率。
5、应用系统性能管理工具来监控系统性能(1)重要性我们在性能优化方面,不仅要进行上面的各个方面的优化措施和策略。
我们还应该需要有一系列工具和方法,能够对IT系统的性能进行监控和管理,并对可能出现的性能问题进行及时、准确的分析和处理。
从而改善服务品质,减少操作失败和灾难发生的风险,减少维护运营的整体成本,提高系统的可用性、缩短响应时间,提高最终客户的满意度。
(2)应用系统性能管理范围涉及到企业级应用和终端应用的各个方面例如打印设备,存储设备,数据库,应用服务器,网络,Web服务器,操作系统,用户应用软件等。
1.1.2在应用系统的数据访问层设计中如何考虑系统性能问题数据访问性能好坏与否通常决定了一个软件产品最后的性能优越。
因此,数据访问性能问题是我们在这个项目设计到开发的整个过程中一直关注的问题。
通常有很多因素能够对数据访问性能产生负面影响,像网络负载、数据库服务器负载、未优化的SQL 语句,等等。
除此以外,还有一些其他因素要考虑,包括大多数应用程序执行的各种数据访问操作,比如打开和关闭连接、获取结果集、以及元数据检索等等。
1、数据访问层的设计时考虑系统性能问题我们的目标是最小化在客户端和服务器上的处理过程,以及最小化数据在网络上的传输。
保证事务处理尽可能的短以减小锁定的时间并改善并发,同时在设计方面,坚持高内聚、低耦合的原则。
(1)在设计数据访问层的时采用数据库连接池技术因为在数据操作中,打开数据连接是消耗系统资源的一个重要操作,采用数据库连接池的方法可以有效的管理数据库的连接管理,这样可以有效的促使性能的提高。
(2)缓存DataSource一个数据源对象注册到JNDI名字服务后,应用程序就可以从JNDI服务器上取得该对象,并使用之和数据源建立连接。
为了避免再次的JNDI调用,可以系统中缓存要使用的DataSource。
(3)合理地采用存储过程由于其预编译的效果和有效降低网络通信流量的作用,将会使得系统效能得到不小的提高,但限制了系统的可移植性作为性能的补充。
因此还有对于数据库服务器处理活动很多,而与用户交互活动很少的数据库处理活动以存储过程的形式放在数据库服务器上运行,可以大大减轻网上的传输流量,从而提高应用程序性能。
(4)利用cache缓冲技术,提高数据访问性能缓存经常使用的数据:对于构建的业务系统,如果有些数据要经常要从数据库中读取,同时,这些数据又不经常变化,这些数据就可以在系统中缓存起来,使用时直接读取缓存,而不用频繁的访问数据库读取数据。
缓存工作可以在系统初始化时一次性读取数据,特别是一些只读的数据,当数据更新时更新数据库内容,同时更新缓存的数据值。
所以用cache来缓解负荷是相当必要且相对优良的一种方案,只是辛苦了那位在cache 失效后第一次访问页面的那个用户。
(5)大型数据量处理的 EJB系统当我们在读取诸如数据列表、报表等大量数据时,如果我们使用了EJB,可以发现使用EJB的方法是非常慢的,这时可以使用直接访问数据库的方法,用SQL直接存取数据,从而消除EJB的经常开支(例如远程方法调用、事务管理和数据序列化,对象的构造等)。
2、数据访问层的编程实现时考虑系统性能问题(1)关闭所有不再使用的资源系统一般是并发的系统,在每次申请和使用完资源后,应该释放供别人使用(2)避免查询大数据和大图片除非必要,由于检索大数据会造成网络资源紧张而降低性能。
通常大多数用户不需要看到大数据,如果用户需要看这些数据,应用再去检索它们。
我们的代码中经常出现这样的代码:select * from <table name> 如果我们所选择的表中有大数据列,那这个查询的性能将会非常糟糕。
再说,表中的所有数据项我们都必须需要吗?如果不需要,为什么要让它们在网络上传递,浪费网络资源?例如,看看下边的JDBC代码:ResultSet rs = stmt.executeQuery("select * from Employees where SSID = '999-99-2222'");rs.next();String onePersonName = rs.getString(4);我们知道JDBC并不是智能的,当我们这样写代码的时候,它根本就不知道我们真正需要那些列,因此它就会把所有的列都返回当然是情理之中的事情了。
如果Employees表中有照片之类的长数据字段,系统的性能之低就可想而知了。
(3)尽可能减少查询的数据量的大小因为大多数用户可能不需要在屏幕看到100k(或更多)的数据内容,因此为了减少网络流量和提高系统数据访问的性能,我们可以通过调用比如Hibernate中的setMaxResults(),setMaxFieldSize(),以及与驱动相关的setFetchSize()方法把检索到的数据大小减少到可管理的范围之内。
另一个减少检索到的数据大小的方法是减少列的数量。
(4)分页查询技术实现通过SQL语句“set rowcount”来设置指定每页记录数,每次只查询符合条件记录集中指定的记录数,以达到分页的目的。
由于查询功能一般应用在平台界面中,如果通过分页的方式,可以使得单位查询的速度显著提高。
同时,返回的结果集也显著减少,这降低了一次查询消耗内存的容量,对于界面的刷新速度也有明显的提高。
由于分页查询将原来一次查询的总时间,通过分页的方式,分割为每个小段,因此对于用户而言,每次获得结果的时间就很短了,这在界面与交互设计中,从考虑用户体验的角度出发,也是非常合理的。
由于该方法需要指定每页记录数,因此需要被查询的目的表必须具备一个标识唯一值的字段,并将该字段建立索引,以作为查询和排序的条件。
(4)改变获得记录集总行数的方法由于数据库系统对滚动游标的有限支持,大多数JDBC驱动不能实现滚动游标。
除非我们能够确定数据库支持滚动记录集(例如rs),否则不要调用st()和rs.getRow()等方法来得到记录集有多少行。
因为对模仿滚动游标的JDBC驱动而言,调用st()会导致驱动为了到最后一行而通过网络检索所有的数据。
可以替代的方法是你可以通过记录集枚举记录行数,或者通过提交在SELECT语句中一个带有COUNT列的查询得到行数。
3、数据库表设计时考虑系统性能问题(1)选择正确的数据类型检索和送出某种数据的类型的开销是很昂贵的。
当设计数据库表结构时,选择能最有效处理的数据类型。
例如,整型要比浮点数和小数数据要快。
浮点数根据数据库特殊的格式定义,通常是压缩格式。
为了能被数据库通讯协议处理,这些数据必须被解压后再转换成不同的格式。
(2)对数据库进行最优配置数据表的设计按照第三范式的要求,基本上保证了数据的完整性。
查询不会冗余数据。
(3)数据库表设计的合理冗余(4)在涉及多表查询较多的场合使用视图(5)在经常被查询的数据库表字段中设置索引。