Java高性能系统常见的设计与优化-文档资料
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java系统性能调优这是我前⼏天整理的⼀篇数据库优化的⽂章,贴出来与⼤家共享。
据统计,以数据库为中⼼的应⽤程序80%的性能问题是低效的SQL语句引起的,所以SQL的性能优化显得⼗分重要。
另⼀⽅⾯,Oracle数据库应⽤系统运⾏阶段,DBA(数据库管理员)对系统参数配置不合理导致数据库运⾏性能低下,再者数据库物理结构的不合理也是导致性能低下的原因,本⽂主要从这些⽅⾯展开对oracle数据库应⽤性能的讨论。
[2]1. SQL优化1.1 索引提升性能Oracle采⽤ 2种访问表中记录的⽅式:全表扫描和通过ROWID访问表。
全表扫描就是顺序的访问表中每条记录,该扫描⽅式耗费的时间和系统资源均较⾼;通过ROWID访问表,ROWID包含了表中记录的物理位置信息,Oracle采⽤索引(Index)实现了数据和存放数据的物理位置(ROWID)之间的联系,索引提供了快速访问ROWID的⽅法。
通过在许多情况下,针对数据表中的某个字段创建索引可以很快查询到所需的数据,⼀般来说应遵循以下基本原则:(1)该字段是否为关键字,主键和外键须添加索引。
(2)为经常出现在关键字ORDER BY、GROUP BY、DISTINCT后⾯的字段,建⽴索引。
(3)对经常与表进⾏连接的表的连接字段建⽴索引。
索引虽有助于提⾼性能,但并不是索引越多越好,过多的索引会导致系统低效,⽤户在表中每加进⼀个索引,维护索引集合就要做相应的更新⼯作,加重相应的更新代价。
[3]1.2 SQL语句优化SQL语句优化的实质就是在结果正确的前提下,⽤优化器可以识别的语句,充分利⽤索引来减少表扫描的I/O次数,尽量避免表搜索的发⽣。
优化的⽬的就是将性能低下的SQL语句转换成⽬的相同的、性能优异的SQL语句,使数据查找的路径最简化,并尽量保持处理器时间和I/O时间的平衡。
通常分为以下⼏个步骤:1)查找有问题的SQL语句。
优化有问题的sql语句能显著提⾼数据库性能。
寻找的⽅法有:搜集统计数据,oracle中可以通过DBMSSTATS包或ANALYZE命令,前者可⽤于搜集有关链接数据⾏的统计数据,簇的数据情况只能使⽤ANALYEZ命令获得,其相关语法为ANALYEZE CLUSTERCluste_name ComputerSTATISTICS,对于其它情况可以使⽤DBMS_SATS包,语法为:execDBMS_SATS.gather_table_stats(‘owname’,’tablename’,’partnmae’);利⽤SQLTrace⼯具分析SQL语句。
高性能计算系统的设计与优化在当今科技的快速发展背景下,高性能计算系统的设计与优化变得愈发重要。
高性能计算系统通过利用并行计算和高速网络等技术,能够以更高的速度和更大的规模来处理复杂的科学计算和大规模数据分析任务。
本文将着重探讨高性能计算系统的设计原则和优化方法,以帮助读者更好地了解和应用这一领域的知识。
首先,高性能计算系统的设计应遵循以下几个基本原则:1. 并行计算:高性能计算系统的设计核心是并行计算,即将任务划分为多个子任务并同时执行,以提高计算效率。
在设计过程中,需要充分利用多核处理器、分布式存储和网络等硬件设施,以确保并行计算的高效性和可扩展性。
2. 内存管理:内存管理在高性能计算系统中起着关键作用。
设计人员应合理分配内存资源,避免内存资源的浪费和过度占用。
同时,使用高效的数据访问和传输技术,如缓存、数据预取和DMA(直接内存访问)等,以提高内存访问效率。
3. 网络通信:高性能计算系统通常由多个节点组成,并通过高速网络进行通信。
在设计过程中,需要考虑网络拓扑、带宽和时延等因素,以确保良好的通信性能。
此外,还可以采用消息传递接口(MPI)和远程直接内存访问(RDMA)等技术,以提高网络通信效率和延迟。
4. 软件优化:软件优化在高性能计算系统中起着决定性作用。
优秀的算法和编程技巧能够显著改善计算性能。
设计人员应选择合适的算法和数据结构,减少计算和通信的开销。
同时,充分利用多线程和向量指令等技术,以提高程序的并发性和指令级并行度。
接下来,我们将重点讨论高性能计算系统的优化方法:1. 并行优化:针对并行计算的优化,可以通过任务划分、负载均衡和通信优化等手段来实现。
任务划分要合理,避免任务之间存在较大的差距,以充分利用各个处理单元的计算能力。
负载均衡要考虑任务的时间开销和数据依赖关系,尽量使每个处理单元的负载平衡。
通信优化要减少通信开销,如减少数据传输量、合并通信操作和使用非阻塞通信等。
2. 内存优化:内存管理在性能优化中起着重要作用。
Java堆是指在程序运行时分配给对象生存的空间。
通过-mx/-Xmx和-ms/-Xms来设置起始堆的大小和最大堆的大小。
根据自己JDK的版本和厂家决定使用-mx和-ms或-Xmx和-Xms。
Java堆大小决定了垃圾回收的频度和速度,Java堆越大,垃圾回收的频度越低,速度越慢。
同理,Java堆越小,垃圾回收的频度越高,速度越快。
要想设置比较理想的参数,还是需要了解一些基础知识的。
Java堆的最大值不能太大,这样会造成系统内存被频繁的交换和分页。
所以最大内存必须低于物理内存减去其他应用程序和进程需要的内存。
而且堆设置的太大,造成垃圾回收的时间过长,这样将得不偿失,极大的影响程序的性能。
以下是一些经常使用的参数设置:1) 设置-Xms等于-XmX的值;2) 估计内存中存活对象所占的空间的大小,设置-Xms等于此值,-Xmx四倍于此值;3) 设置-Xms等于-Xmx的1/2大小;4) 设置-Xms介于-Xmx的1/10到1/4之间;5) 使用默认的设置。
大家需要根据自己的运行程序的具体使用场景,来确定最适合自己的参数设置。
除了-Xms和-Xmx两个最重要的参数外,还有很多可能会用到的参数,这些参数通常强烈的依赖于垃圾收集的算法,所以可能因为JDK的版本和厂家而有所不同。
但这些参数一般在Web 开发中用的比较少,我就不做详细介绍了。
在实际的应用中注意设置-Xms和-Xmx使其尽可能的优化应用程序就行了。
对于性能要求很高的程序,就需要自己再多研究研究Java虚拟机和垃圾收集算法的机制了。
可以看看曹晓钢翻译的《深入Java虚拟机》一书。
Java程序性能调优的基本知识和JDK调优一基本知识1.1 性能是什么在性能调优之前,我们首先来了解一下性能是什么?关于性能,我想每个学习过Java的人都能列出几点,甚至可以夸夸其谈。
在《Java TM Platform Performance》一书中,定义了如下五个方面来作为评判性能的标准:1) 运算的性能——哪一个算法的执行性能最好?2) 内存的分配——程序运行时需要耗费多少内存?3) 启动的时间——程序启动需要多长时间?这在Web项目中的影响不大,但要注意部分程序需要部署或运行在客户端时的情形(比如applet程序)。
Java中的性能优化有哪些常见方法在 Java 开发中,性能优化是一个至关重要的环节。
随着应用规模的不断扩大和用户需求的日益增长,确保程序能够高效运行、快速响应变得尤为重要。
下面我们就来探讨一下 Java 中的一些常见性能优化方法。
一、算法和数据结构的选择选择合适的算法和数据结构是性能优化的基础。
例如,对于频繁的插入和删除操作,链表可能比数组更合适;对于快速查找操作,哈希表可能比线性搜索更高效。
在实际开发中,需要根据具体的业务需求和数据特点,选择最优的数据结构和算法。
比如,在一个需要快速查找元素是否存在的场景中,如果使用线性搜索,时间复杂度为 O(n),而使用哈希表,平均时间复杂度可以达到O(1)。
这将大大提高程序的执行效率。
二、减少对象创建和销毁在 Java 中,对象的创建和销毁是相对耗费资源的操作。
因此,应尽量减少不必要的对象创建和销毁。
可以通过对象复用、使用对象池等方式来实现。
例如,在一个循环中,如果每次都创建一个新的对象,会导致大量的内存分配和垃圾回收操作。
可以将对象创建放在循环外部,或者使用对象池来重复利用已经创建的对象。
另外,使用基本数据类型代替对象类型也能减少对象创建的开销。
比如,如果只需要存储一个整数,使用`int`类型而不是`Integer`对象。
三、字符串操作的优化字符串操作在很多应用中都非常常见,因此对字符串操作进行优化也能显著提升性能。
避免频繁的字符串拼接操作,因为这会创建新的字符串对象。
可以使用`StringBuilder`或`StringBuffer`类来进行字符串的拼接,它们在内部进行了优化,能够减少对象的创建。
在字符串比较时,如果不需要区分大小写,可以使用`equalsIgnoreCase()`方法,而不是先将字符串转换为小写或大写后再进行比较,这样可以减少额外的字符串转换操作。
四、合理使用缓存缓存是一种常见的性能优化手段。
可以将经常使用的数据或计算结果缓存起来,避免重复计算或重复获取数据。
Java开发中常见的优化技巧在Java开发中,优化技巧是非常重要的。
通过一些常见的优化技巧,可以提高Java应用程序的性能和响应速度。
本文将介绍Java开发中常见的优化技巧,主要包括以下几个方面:第一章:Java虚拟机的优化技巧Java虚拟机是Java程序的基础。
在Java开发中,通过对Java 虚拟机进行优化,可以提高Java程序的运行效率。
下面是一些Java虚拟机的优化技巧:1. 使用最新的Java虚拟机版本。
每个版本的Java虚拟机都有不同的优化,新版本通常可以提高Java程序的性能和运行效率。
2. 设置Java虚拟机的参数。
通过设置Java虚拟机的参数,可以提高Java程序的性能。
比如,可以通过-Xmx参数来设置Java虚拟机的最大内存限制。
3. 使用Java虚拟机的多线程机制。
Java虚拟机的多线程机制可以提高Java程序的并发处理能力,从而提高程序的运行效率。
第二章:Java代码的优化技巧Java代码的优化技巧可以减少代码的执行时间,从而提高代码的运行效率。
下面是一些Java代码的优化技巧:1. 使用简单的数据类型。
使用简单的数据类型可以减少内存的使用,从而缩短代码的执行时间。
2. 使用Java集合类。
Java集合类可以提供高效的数据结构,从而提高程序的运行效率。
3. 对代码进行优化。
通过对代码进行优化,可以减少代码的执行时间。
比如,可以使用位运算代替乘法和除法。
第三章:Java程序的优化技巧Java程序的优化技巧可以提高Java应用程序的性能和响应速度。
下面是一些Java程序的优化技巧:1. 使用优化的算法。
使用优化的算法可以减少代码的执行时间,从而提高程序的运行效率。
2. 缓存数据。
缓存数据可以减少程序对数据库的访问,从而提高程序的运行效率。
3. 减少代码的执行时间。
通过减少代码的执行时间,可以提高程序的运行效率。
比如,可以使用缓存来减少对数据库的访问,从而提高程序的运行效率。
总之,在Java开发中,用一些常见的优化技巧,可以提高Java应用程序的性能和响应速度。
通过使用一些辅助性工具来找到程序中的瓶颈,然后就可以对瓶颈部分的代码进行优化。
一般有两种方案:即优化代码或更改设计方法。
我们一般会选择后者,因为不去调用以下代码要比调用一些优化的代码更能提高程序的性能。
而一个设计良好的程序能够精简代码,从而提高性能。
下面将提供一些在JAVA程序的设计和编码中,为了能够提高JAVA程序的性能,而经常采用的一些方法和技巧。
1.对象的生成和大小的调整。
JAVA程序设计中一个普遍的问题就是没有好好的利用JAVA语言本身提供的函数,从而常常会生成大量的对象(或实例)。
由于系统不仅要花时间生成对象,以后可能还需花时间对这些对象进行垃圾回收和处理。
因此,生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响。
例1:关于String ,StringBuffer,+和appendJAVA语言提供了对于String类型变量的操作。
但如果使用不当,会给程序的性能带来影响。
如下面的语句:String name=new String("HuangWeiFeng");System.out.println(name+"is my name");看似已经很精简了,其实并非如此。
为了生成二进制的代码,要进行如下的步骤和操作:(1) 生成新的字符串new String(STR_1);(2) 复制该字符串;(3) 加载字符串常量"HuangWeiFeng"(STR_2);(4) 调用字符串的构架器(Constructor);(5) 保存该字符串到数组中(从位置0开始);从java.io.PrintStream类中得到静态的out变量;(7) 生成新的字符串缓冲变量new StringBuffer(STR_BUF_1);复制该字符串缓冲变量;(9) 调用字符串缓冲的构架器(Constructor);(10) 保存该字符串缓冲到数组中(从位置1开始);(11) 以STR_1为参数,调用字符串缓冲(StringBuffer)类中的append方法;(12) 加载字符串常量"is my name"(STR_3);(13) 以STR_3为参数,调用字符串缓冲(StringBuffer)类中的append方法;(14) 对于STR_BUF_1执行toString命令;(15) 调用out变量中的println方法,输出结果。
Java应用程序性能优化技巧在现代的技术领域中,Java应用程序已经成为了最受欢迎的一种编程语言。
由于Java具有优秀的跨平台性以及代码的可读性、可维护性等特点,越来越多的企业和个人开始选择使用Java来进行软件开发。
然而,随着程序的复杂化和业务量的增加,Java应用程序的性能问题也浮现出来。
因此,Java应用程序性能优化技巧也变得至关重要。
下面将针对Java应用程序性能优化的几个方面进行详细论述。
一、内存管理Java应用程序的内存管理一直是非常重要的一个方面。
Java的垃圾回收(Garbage Collection, GC)机制通过自动收集内存垃圾来降低程序员的工作负担,但是也给程序带来一定的性能问题。
为了避免不必要的垃圾回收对程序性能的影响,可以采取以下措施:1.合理设置堆大小在Java应用程序中,堆大小决定了程序可以使用的内存大小。
如果堆设置得太小,将会导致频繁的垃圾回收,从而影响程序性能;反之,堆设置得太大,将会消耗过多的内存资源,从而降低系统的运行效率。
因此,在设置堆大小时需要择优平衡,具体可以通过调整JVM的-Xms和-Xmx两个参数来实现。
2.使用懒惰初始化Java中的对象创建非常消耗内存资源,在频繁的对象创建和销毁中可能会耗费较多的时间。
因此,对于一些复杂的对象,可以采用懒惰初始化的方式,即在需要使用对象时再进行初始化操作,可以有效地降低对象的创建次数,提高程序的运行效率。
3.避免频繁的内存复制在Java应用程序中,频繁的内存复制也会影响程序的性能。
因此,在对数据进行操作时,可以尽量使用诸如StringBuilder、StringBuffer等可变字符序列,以避免频繁的内存复制。
二、多线程优化Java应用程序中的多线程操作,可以有效地提高程序并发性和运行效率。
但是,在实际的应用开发中,多线程也会带来一系列性能问题,例如死锁、线程上下文切换等,因此需要进行合理优化。
1.合理选择线程池线程池可以有效地解决线程创建和销毁的时间消耗问题,并且可以控制系统的并发度。
Java性能优化的策略和常见方法(一)供稿人:肖华飚概述随着Java的广泛应用,越来越多的关键企业系统也使用Java构建。
作为Java核心运行环境的Java虚拟机JVM被广泛地部署在各种系统平台上。
对Java应用的性能优化也越来越受到关注;谈到Java应用的性能问题就不得不涉及到两个方面:一是Java应用的构造是否是最优化的;二是对JVM的微调。
本文将从一般意义上对Java 性能的优化做一些总结。
Java性能优化的策略一谈到性能优化,往往会被认为是应用开发和部署过程中或之后的事情,其实不然。
如果想要构建一个最优化的系统,我们必须从该系统的需求分析和业务模型设计之初就要考虑到性能的最优化问题;当然对于一个已经构造好的系统来讲,我们能做的只是在不改变系统代码的前提下,尽量地在该系统的部署方案和运行环境上下功夫。
由此,我们得出一个结论就是:所谓最优化是一个相对的概念,一个系统是否是最优化的,必须基于某个大前提来进行评判。
因此,在进行优化分析之前一定要把握好前提条件是什么。
如上图所示,可以看出,对系统性能提高贡献最大、最明显的是从业务层面和架构层面所作的分析和优化;最不明显的是对系统平台和硬件层面以及网络层面的优化。
因此在着手对目标系统进行优化分析之前,我们一定要从优化最明显、贡献最大的方面着手。
这样有助于我们在最大程度上去提高系统性能。
以下我们将针对Java系统的性能优化,从代码编写和JVM两个角度着手,总结一下常见的方法和思路。
编写性能高效的Java代码根据GC的工作原理,我们可以通过一些技巧和方式,让GC运行更加有效率,更加符合应用程序的要求。
以下就是一些程序设计的几点建议:1)避免对象创建和GC只要有可能,应该避免创建对象,防止调用构造函数带来的相关性能成本,以及在对象结束其生命周期时进行垃圾收集所带来的成本。
考虑以下这些准则:∙只要有可能,就使用基本变量类型,而不使用对象类型。
例如,使用int,而不使用Integer;∙缓存那些频繁使用的寿命短的对象,避免一遍又一遍地重复创建相同的对象,并因此加重垃圾收集的负担;∙在处理字符串时,使用StringBuffer 而不使用字符串String进行连接操作,因为字符串对象具有不可变的特性,并且需要创建额外的字符串对象以完成相应的操作,而这些对象最终必须经历GC;∙避免过度地进行Java 控制台的写操作,降低字符串对象处理、文本格式化和输出带来的成本;∙实现数据库连接池,重用连接对象,而不是重复地打开和关闭连接;∙使用线程池(thread pooling),避免不停地创建和删除线程对象,特别是在大量使用线程的时候;∙避免在代码中调用GC。