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搞了次性能优化,结果出乎意料!

鱼皮 程序员鱼皮 2024-01-30

大家好,我是程序员鱼皮。

经过 2 个月的直播,我的 定制化代码生成项目 所有的核心功能已经开发完成,用户可以在线制作、分享、使用代码生成器~

目前项目已经进入了优化阶段。这次的系列教程中,我专门用了 4 个小时的直播,给大家带来了一场极致的 性能优化 “盛宴”。

很多同学由于没有实习或工作经历,可能没有接触过性能优化,但这却是能区分程序员水平的重要技能。

为什么这么说?

举个例子:

  • 优秀的程序员,能用 1 台机器满足 10000 个用户的使用需求,如果满足不了,首先想到的是继续去优化。
  • 而一般的程序员,用 1 台机器可能只能满足 1000 个用户的使用需求,如果满足不了,就要加机器、加资源。现实往往是没有资源给你加。

怎么区分一个程序员有没有性能优化经验呢?

就先问大家一个问题吧:一台部署了 Tomcat 的服务器,每秒最多能处理多少个请求?

下面给大家简单分享下我直播中的性能优化过程,答案也将在最后揭晓。

性能优化实践

要优化的是一个后端查询接口,功能是查询出主页要展示的分页数据列表,逻辑很简单,就是数据库分页查询而已。

如下图:

首先我们往数据库里插入 10 万条数据,然后打开浏览器控制台,观察 10 次请求的响应耗时,平均是 700 毫秒:

1)首先,我尝试优化了数据查询的 SQL 语句,让它只查询需要返回给前端的数据,减少数据量。

优化后的接口平均耗时是 500 多毫秒,大概响应时长缩短了 1 / 4:

使用 JMeter 进行压力测试,每秒启动 1000 个线程,总共启动 1 万个线程发送请求,在异常率 0% 的前提下,测试结果得到的 qps 为 20,这显然不是一个很好的成绩。

2)进一步优化,使用性能更高的 Redis 分布式缓存。将分页查询结果作为 JSON 字符串写入缓存,再次查询的时候直接读取就行。

结果响应时长直接缩短到了平均 20 毫秒!缩短了 25 倍!

第一个请求是加载缓存的,所以较慢。

有缓存的情况下,压力测试得到的 qps 是 114.6,提升了 5 倍多!

可见缓存还是猛啊,读多写少、更新频率低、访问频率高的数据,非常适合使用缓存。

还能进一步优化么?

3)当然能!使用比分布式缓存更快的本地缓存,直接从当前服务器内存读取数据,更快~

用浏览器控制台测试响应时长,几乎没有变化(因为我测试过程中,Redis 也是本地启动的):

进行压力测试,发现 qps 略有提升,大概 10% 左右吧:

本地缓存按道理来说已经是最快的读取方式了,难道这就已经优化到极限了么?

当然没有!

4)虽然 I / O 难以继续优化了,但我们可以优化程序的计算逻辑、节约 CPU 资源。

比如我修改缓存的数据类型,不再写入 JSON 格式的缓存了,直接用 JDK 原生的序列化方式去保存对象,这样读取的时候也不需要把 JSON 转为对象。

优化这个逻辑后,响应时长大幅度减少!平均 8 毫秒左右:

没想到吧,看似不起眼的 JSON 转换操作,这么影响性能?

压力测试的结果更恐怖了,吞吐量接近 16000,直接提升了 100 多倍!

真是不测不知道,一测吓一跳。

问题来了,还能继续优化么?

当然可以!

5)除了业务逻辑层,我们还可以优化请求层。比如修改 Tomcat 服务器的配置,增大工作线程数和最大线程连接数。

稍微改 2 行配置,吞吐量就提高了 1 / 5 左右,接近 19000!相比最开始的 qps 20 提升了近千倍!

这。。这次到极限了么?

我怎么知道啊!肯定还是需要自己测试这个极限到底在哪里!

如何测试呢?

6)我们可以编写一个没有任何业务逻辑,直接返回 "ok" 字符串的空接口。

每秒启动 10 万个线程来测试,得到的 qps 为 36000+,又提高了整整一倍!

ok,没有任何逻辑的接口 qps 是这个数,那么你再怎么优化业务逻辑,性能的极限也不会超过这个值。

那么,还有办法继续优化么?

当然可以!

7)因为这只是 Tomcat 服务器 + Spring MVC 框架的极限,如果我们用别的技术呢?

这里我就抛砖引玉,大家感兴趣的话,可以找个项目中的查询接口、用我上面提到的方法优化下。



回到最开始的问题 “一台部署了 Tomcat 的服务器,每秒最多能处理多少个请求?”

其实这个答案是 无解 ,因为缺少了最重要的测试条件、测试环境和测试基准,比如是在几核几 G、带宽多少的机器上测试呢?不同的测试环境,测试结果肯定不同。性能优化效果一定要以实际测试结果为准,下次遇到这种问题的时候,别被面试官唬住了哦~

以上就是本期分享,时间有限文章就只能讲这么多了,大家如果对这个项目、这次的性能优化完整教程感兴趣,欢迎 点此加入编程导航 学习。

这个项目视频教程接近 40 小时,文字教程十几万字,我付出了大量的头发精力,也保证绝对是一个很能打的项目~


👇🏻 点击下方阅读原文,获取鱼皮往期编程干货。

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