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2018-05-05 11:35:23
作为一个Java后端开发,我们写出的大部分代码都决定着用户的使用体验。如果我们的后端代码性能不好,那么用户在访问我们的网站时就要浪费一些时间等待服务器的响应,造成极差的用户体验,这就可能导致用户投诉甚至用户的流失。
性能优化是一个很大的话题。《Java程序性能优化》说性能优化包含五个层次:设计调优、代码调优、JVM调优、数据库调优、操作系统调优等。而每一个层次又包含很多方法论和最佳实践。本文只举几个常用的Java代码优化方案,可以真正应用到项目中的方案。
1、使用单例
对于IO处理、数据库连接、配置文件解析加载等一些非常耗费系统资源的操作,我们必须对这些实例的创建进行限制,或者是始终使用一个公用的实例,以节约系统开销,这种情况下就需要用到单例模式。
2、使用Future模式
假设一个任务执行起来需要花费一些时间,为了省去不必要的等待时间,可以先获取一个“提货单”,即Future,然后继续处理别的任务,直到“货物”到达,即任务执行完得到结果,此时便可以用“提货单”进行提货,即通过Future对象得到返回值。public class RealData implements Callable<String> { protected String data; public RealData(String data) { this.data = data; } @Override public String call() throws Exception { //利用sleep方法来表示真是业务是非常缓慢的 try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return data; } } public class Application { public static void main(String[] args) throws Exception { FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(new RealData("name")); ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1); //使用线程池 //执行FutureTask,相当于上例中的client.request("name")发送请求 executor.submit(futureTask); //这里可以用一个sleep代替对其他业务逻辑的处理 //在处理这些业务逻辑过程中,RealData也正在创建,从而充分了利用等待时间 Thread.sleep(2000); //使用真实数据 //如果call()没有执行完成依然会等待 System.out.println("数据=" + futureTask.get()); } }
3、使用线程池
合理利用线程池能够带来三个好处。第一:降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。第二:提高响应速度。当任务到达时,任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。第三:提高线程的可管理性。线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一的分配,调优和监控。
在 Java 5 之后,并发编程引入了一堆新的启动、调度和管理线程的API。Executor 框架便是 Java 5 中引入的,其内部使用了线程池机制,它在 java.util.cocurrent 包下,通过该框架来控制线程的启动、执行和关闭,可以简化并发编程的操作。public class MultiThreadTest { public static void main(String[] args) { ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("thread-%d").build(); ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(2, 5, 60L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>(), threadFactory); executor.execute(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("hello world !"); } }); System.out.println(" ===> main Thread! " ); } }
4、使用NIO
JDK自1.4起开始提供全新的I/O编程类库,简称NIO,其不但引入了全新高效的Buffer和Channel,同时,还引入了基于Selector的非阻塞 I/O机制,将多个异步的I/O操作集中到一个或几个线程当中进行处理,使用NIO代替阻塞I/O能提高程序的并发吞吐能力,降低系统的开销。
对于每一个请求,如果单独开一个线程进行相应的逻辑处理,当客户端的数据传递并不是一直进行,而是断断续续的,则相应的线程需要 I/O等待,并进行上下文切换。而使用NIO引入的Selector机制后,可以提升程序的并发效率,改善这一状况。public class NioTest { static public void main( String args[] ) throws Exception { FileInputStream fin = new FileInputStream("c:\\test.txt"); // 获取通道 FileChannel fc = fin.getChannel(); // 创建缓冲区 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); // 读取数据到缓冲区 fc.read(buffer); buffer.flip(); while (buffer.remaining()>0) { byte b = buffer.get(); System.out.print(((char)b)); } fin.close(); } }
5、锁优化
在并发场景中,我们的代码中经常会用到锁。存在锁,就必然存在锁的竞争,存在锁的竞争,就会消耗很多资源。那么,如何优化我们Java代码中的锁呢?主要可以从以下几个方面考虑:
- 减少锁持有时间
可以使用同步代码块来代替同步方法。这样可以减少锁持有的时间。 - 减少锁粒度
要在并发场景中使用Map的时候,记得使用ConcurrentHashMap来代替HashTable和HashMap。 - 锁分离
普通锁(如syncronized)会导致读阻塞写、写也会阻塞读,同时读读与写写之间也会进行阻塞,可以想办法将读操作和写操作分离开。 - 锁粗化
有些情况下我们希望把很多次锁的请求合并成一个请求,以降低短时间内大量锁请求、同步、释放带来的性能损耗。 - 锁消除
锁消除是Java虚拟机在JIT编译是,通过对运行上下文的扫描,去除不可能存在共享资源竞争的锁,通过锁消除,可以节省毫无意义的请求锁时间。
6、压缩传输
在进行数据传输之前,可以先将数据进行压缩,以减少网络传输的字节数,提升数据传输的速度,接收端可以将数据进行解压,以还原出传递的数据,并且,经过压缩的数据还可以节约所耗费的存储介质(磁盘或内存)的空间以及网络带宽,降低成本。当然,压缩也并不是没有开销的,数据压缩需要大量的CPU计算,并且,根据压缩算法的不同,计算的复杂度以及数据的压缩比也存在较大差异。一般情况下,需要根据不同的业务场景,选择不同的压缩算法。
7、缓存结果
对于相同的用户请求,如果每次都重复的查询数据库,重复的进行计算,将浪费很多的时间和资源。将计算后的结果缓存到本地内存,或者是通过分布式缓存来进行结果的缓存,可以节约宝贵的CPU计算资源,减少重复的数据库查询或者是磁盘I/O,将原本磁头的物理转动变成内存的电子运动,提高响应速度,并且线程的迅速释放也使得应用的吞吐能力得到提升。
以上内容参考自作者Hollis的人人都能掌握的Java服务端性能优化方案
更多相关内容 - 减少锁持有时间
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基于Nuxt.js的服务端缓存优化
2021-08-09 02:01:45前言这个服务端优化的想法是我在一篇文章看到...对于部分页面数据较多的页面,请求接口以及渲染页面的时间过长,影响用户体验,所以研究了缓存优化方案,去优化部分页面性能。缓存使用到的算法在这里我用的是LRU库,...前言
这个服务端优化的想法是我在一篇文章看到的,可惜不记得文章的链接了,如果有印象的读者可以评论一下文章来源,谢谢。
背景
用Nuxt.js开发的网站,因为依赖于服务端的功能,无法使用nuxt generate去生成静态文件,用Nginx托管站点。
对于部分页面数据较多的页面,请求接口以及渲染页面的时间过长,影响用户体验,所以研究了缓存优化方案,去优化部分页面性能。
缓存使用到的算法
在这里我用的是LRU库,LRU缓存的核心在于能够把最不常使用的数据移除,让给最新读取的数据。如果有想要详细了解该算法的可以参考该文章:
LRU算法
实现思路
在server端判断用户所访问的路径,若该路径是所需要缓存的页面,则在server端渲染完成后,将得到的html代码缓存到内存中。
在用户访问网站时,判断访问的页面是否有缓存,如果有缓存的话,则直接返回html代码,减少服务端渲染这一步骤的时间。
当被缓存的页面的数据需要更新时,应当把该页面的缓存给清空,等到获取到新的数据后,再重新缓存。
代码实现
创建缓存对象并导出该对象,使得后续的新增缓存和清空缓存操作的是同一个缓存对象。// globalCache.js
const LRU = require('lru-cache')
const cachePage = new LRU({
// 最大缓存数量
max: 10,
// 缓存过期时间(ms)
maxAge: 1000 * 60 * 10
})
module.exports = cachePage
复制代码
执行缓存操作// pageCache.js
const cachePage = require('./globalCache')
export default function (req, res, next) {
const pathname = req.path
// 选择所需要缓存的路径,以首页为例
if (pathname === '/') {
const existHtml = cachePage.get('index')
if (existHtml) {
return res.end(existHtml, 'utf-8')
} else {
// 重写res.end
res.original_end = res.end
res.end = function (data) {
// 在发送页面数据的同时设置缓存
if (res.statusCode === 200) {
cachePage.set('index', data)
}
res.original_end(data, 'utf-8')
}
}
}
next()
}
// nuxt.config.js
// 将设置的缓存逻辑应用到服务端渲染中间件中
module.exports = {
...
serverMiddleware: [
'./pageCache'
],
...
}
复制代码
更新缓存// server/index.js
// 省略部分代码
const express = require('express')
const app = express()
const cachePage = require('../globalCache')
async function start() {
// 简略的做个刷新首页缓存的示例,将首页缓存置空
// 在服务端创建一个接口,在后端更新数据的同时,访问该接口刷新缓存
app.get('/refreshCache', (req, res, next) => {
cachePage.set('index', null)
res.sendStatus(200)
})
...
}
复制代码
优化效果
本地测试效果
缓存前的document下载的时间
缓存后的document下载时间
源码
存在的问题
该缓存方案只适用于与用户信息无关的页面,例如纯展示数据的页面等等。
缓存只生效于首屏页面,例如现在设置了second页面进行缓存,那么从首页跳转过去时,该缓存是无效的,只有直接打开second页面才有缓存的效果。具体原因可以看ssr的原理。
该缓存方案还可以应用在接口缓存与组件缓存当中,具体实现方案可以自己研究一下~
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[基于Nuxt.js的服务端缓存优化]http://www.zyiz.net/tech/detail-114445.html
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【web前端性能优化】结合服务端的优化 缓存 服务端性能优化
2019-06-16 17:58:34一、缓存 浏览器与服务器之间通过http header传递缓存信息,通过设置http header配置缓存机制。 cache-control cache-control可以在http request header中存在 也可以在http response header中存在 其作用就是让...一、缓存
浏览器与服务器之间通过http header传递缓存信息,通过设置http header配置缓存机制。cache-control
- cache-control可以在http request header中存在
- 也可以在http response header中存在
- 其作用就是让浏览器与服务器相互知道各自那边的缓存策略情况。
cache-control的属性
- max-age:指定缓存的最大有效时间。在这段时间之内有效,浏览器不用再向服务器请求,直接从缓存中读。status:200(from memory cache)。expires是过期时间配置(http1.0),优先级没有max-age高。
- s-maxage:如果既设置了max-age又设置了s-maxage。返回状态是304(去CDN拿的)。s-maxage只能指定public的缓存时间,比如CDN、代理服务器。
private缓存设备:只适用于当前用户访问并且读取信息。
public缓存设备:能被很多用户访问并且读取信息的。
s-maxage优先级高于max-age.
s-maxage对于public缓存设备来说才是有效的。
所以,s-maxage是对于CDN这样公共的public缓存设备来说的资源过期时间,浏览器从CDN取得资源,返回状态码304。 - no-cache:不会直接去浏览器缓存中读,会发请求到服务器,通过服务器的一些信息(比如:last-modified)来判断浏览器端的缓存是否过期,从而知道缓存策略。
- no-store:对资源不使用任何缓存策略。
Expires
Expire:缓存过期时间,用来指定资源的到期时间,是服务器端的具体时间点,告诉浏览器在过期时间前,浏览器可以直接从浏览器缓存取数据,而无需再次请求。
max-age也是这个意思,但max-age优先级高于expires,当没有设置max-age时,expires就生效。
expires和max-age都是浏览器端的缓存策略,在过期时间之前,都直接从浏览器缓存中读取数据。
但当服务器文件资源发生变化后,浏览器端并不会更新资源,这就引出了Last-Modified和If-Modified-Since这两字段。
Last-Modified、If-Modified-Since
- 基于客户端和服务端协商的缓存机制,可以取得最新的资源
- Last-Modified——response header
- If-Modified-Since——request header
- 需与cache-control共同使用
返回304,服务端资源没更新,客户端直接从缓存中读取资源。
返回200,服务端资源更新了,并发给客户端一份更新过的文件。也就是说,当cache-control配了max-age,且max-age没有过期,会优先走max-age,从浏览器中读相关的文件,当max-age过期后,浏览器和服务器才会通过Last-Modified / If-Modified-Since进行协商,由服务端控制合理的缓存方式。
但Last-Modified有缺点。
Last-Modified的缺点
- 某些服务端不能获取精确的修改时间,也就不能准确返回。
- 文件修改时间改了,但文件内容却没有变
Etag的出现解决了该问题。
Etag / If-None-Match
- 文件内容的hash值,能唯一标识文件,当文件内容改变,hash值会跟着变化。
- Etag——response header
- If-None-Match——request header
- 需要与cache-control共同使用
实际上就是——分级缓存策略
通过对服务端的配置实现缓存策略。
二、缓存流程图
二、服务端性能优化
Vue渲染面临的问题是什么?为什么要用vue-ssr
多层次的优化方案- 构建层模板编译
在webpack构建的时候将模板语法template编译成浏览器可以直接执行的html代码。 - 数据无关的prerender的方式
将每个用户看起来都一样的页面在webpack构建层直接编译成html代码,用户直接访问html,这样在浏览器端不会执行vue相关的代码。 - 服务端渲染
将浏览器端要做的运算移到服务端,是运算能力的平衡。
在服务端获取数据渲染页面,返回给浏览器html,能直接渲染出页面。
(vue-ssr:将首屏相关的一些数据在服务端直接生成html返回给客户端,客户端将html渲染出来,而不是在客户端执行相应的JS从而渲染出页面。所以,vue-ssr解决首屏渲染的问题)
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前端性能优化:前端接口缓存方案
2021-12-12 22:16:46前端性能优化,解决并发请求,promise缓存,小程序接口缓存,提高首页启动速度,减少http请求功能概述:
- 前端项目中有同一接口重复触发的并发现象
- 一些公共数据接口,如用户信息,配置信息等接口需要多次获取
- 首页有大量重复请求影响启动时间
适用条件:
- 基本的公共数据和用户信息
- get类获取数据接口
- 基本原则就是缓存不更新或者更新周期较长的数据
大体思路:
- 初次请求时将接口promise缓存到map对象中,map中的key名使用api名+参数拼接;下一次请求到同一key名的接口直接返回缓存中的promise;如果没有此key的promise使用正常的接口请求;
需求功能:
- 同一个接口,需要区分参数进行存储接口名+参数,生成唯一字符串
- 支持异步接口请求
- 支持promise
- 考虑并发的情况,同一接口同时触发的情况
- 默认关闭缓存,通过接口参数设置单独开启缓存
- 支持设置有效期,过期主动清除,取代惰性删除可能引起的内存溢出
实现代码:
/****************** promise方案封装 **********************/ class ItemCache { constructor(promise, timeout) { // data可存返回数据,也可存promise this.promise = promise // 设定超时时间,设定为多少秒 this.timeout = timeout // 创建对象时候的时间,大约设定为数据获得的时间 this.cacheTime = (new Date()).getTime() } } class ExpriesCache { // 定义静态数据map来作为缓存池 static cacheMap = new Map() // 数据是否超时 static isOverTime(name) { const promise = ExpriesCache.cacheMap.get(name) // 没有数据 判定超时 if (!promise) return true // 获取系统当前时间戳 const currentTime = (new Date()).getTime() // 获取当前时间与存储时间的过去的秒数 const overTime = (currentTime - promise.cacheTime) / 1000 // 如果过去的秒数大于当前的超时时间,也返回null让其去服务端取数据 if (Math.abs(overTime) > promise.timeout) { // 惰性清除过期数据 ExpriesCache.cacheMap.delete(name) return true } // 不超时 return false } // 当前data在 cache 中是否超时 static has(name) { return !ExpriesCache.isOverTime(name) } // 删除 cache 中的 data static delete(name) { return ExpriesCache.cacheMap.delete(name) } // 获取缓存 static get(name) { const isDataOverTiem = ExpriesCache.isOverTime(name) console.log(isDataOverTiem) //如果 数据超时,返回null,但是没有超时,返回promise return isDataOverTiem ? null : ExpriesCache.cacheMap.get(name).promise } // 设置存储,默认过期时间600秒 static set(name, promise, timeout = 600) { // 设置 itemCache const itemCache = new ItemCache(promise, timeout) // 缓存 ExpriesCache.cacheMap.set(name, itemCache) // 定时器主动清除过期数据 setTimeout(()=>{ console.log('删除过期数据',name) ExpriesCache.delete(name) }, timeout*1000) console.log(ExpriesCache.cacheMap) } // 声明key接口名 name+参数拼接 static getName(name,params) { const paramsUrl = tool.paramsUrl(params) const key = name + paramsUrl return key } } /****************** 缓存使用 **********************/ actions.forEach(item => { let name = item.name || item.action; api[name] = async params => { params = params || {} for (let i in params) { params[i] = params[i] != 0 ? params[i] || '' : params[i]; } let result = await api.getopenid(); let opendata = { openid: result["openid"], sign: result["sign"] } if (item.action === 'get_union_id' || item.action === 'wx_decode_data') { opendata["session_key"] = result['session_key']; } // 是否开启缓存,获取属性后删除该参数 let isCache = params && params.isCache params && params.isCache && delete params.isCache // 生成key let key = ExpriesCache.getName(name,params); // 获得数据 let promise = ExpriesCache.get(key) if(isCache && promise){ // 返回缓存数据****** console.log(key) return promise }else{ // 正常请求接口流程 const promise = new Promise((resolve, reject) => { http.request({ url: item.url, data: { action: item.action, t: Date.now(), ...opendata, ...params, } }).then(res => { return resolve(res) }).catch(err => { hideLoading() return reject(err) }) }) // 设置promise缓存 isCache && ExpriesCache.set(key, promise, 10,) return promise } } })
注:该方案借鉴了其他技术大佬的方案,因大家发的都一样,不知道原作者是谁,故无备注参考文章地址
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