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影響Java EE性能的因素
JavaEE 是 J2EE的一個(gè)新的名稱，之所以改名，目的還是讓大家清楚J2EE只是Java企業(yè)應(yīng)用。下面小編為大家整理了關(guān)于影響Java EE性能的因素，希望能為你提供幫助：
1.缺乏正確的容量規(guī)劃
容量規(guī)劃是一個(gè)全面的和發(fā)展的過程標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)測(cè)當(dāng)前和未來的IT環(huán)境容量需求。制定合理的容量規(guī)劃不僅會(huì)確保和跟蹤當(dāng)前IT生產(chǎn)能力和穩(wěn)定性，同時(shí)也會(huì)確保新項(xiàng)目以最小的風(fēng)險(xiǎn)部署到現(xiàn)有的生產(chǎn)環(huán)境中。硬件、中間件、JVM、調(diào)整等在項(xiàng)目部署之前就應(yīng)該準(zhǔn)備好。
2.Java EE中間件環(huán)境規(guī)范不足
“沒有規(guī)矩，不成方圓”。第二個(gè)比較普遍的原因是Java EE中間件或者基礎(chǔ)架構(gòu)不規(guī)范。在項(xiàng)目初始，新平臺(tái)上面沒有制定合理的規(guī)范，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性差。這會(huì)增加客戶成本，所以花時(shí)間去制定合理的Java EE中間件環(huán)境規(guī)范是必須的。這項(xiàng)工作應(yīng)與初始容量規(guī)劃迭代相結(jié)合。
3.Java虛擬機(jī)垃圾回收過度
各位對(duì)“java.lang.OutOfMemoryError”這個(gè)錯(cuò)誤信息是不是很熟悉呢?由于JVM的內(nèi)存空間過度消耗(Java堆、本機(jī)堆等)而拋出的異常。
垃圾收集問題并不一定會(huì)表現(xiàn)為一個(gè)OOM條件，過度的垃圾收集可以理解成是JVM GC線程在短時(shí)間里進(jìn)行輕微或超量收集集合數(shù)據(jù)而導(dǎo)致的JVM暫停時(shí)間很長(zhǎng)和性能下降。可能有以下幾個(gè)原因：
與JVM的負(fù)載量和應(yīng)用程序內(nèi)存占用量相比，Java堆可能選擇的太小。
JVM GC策略使用不合理。
應(yīng)用程序靜態(tài)或動(dòng)態(tài)內(nèi)存占用量太大，不適合在32位JVM上使用。
JVM OldGen隨著時(shí)間推移，泄漏越來越嚴(yán)重，而GC在幾個(gè)小時(shí)或者幾天后才發(fā)現(xiàn)。
JVM PermGen空間(只有HotSpot VM)或本機(jī)堆隨著時(shí)間推移會(huì)泄露是一個(gè)非常普遍的問題;OOM的錯(cuò)誤往往是觀察一段時(shí)間后，應(yīng)用程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)動(dòng)。
YoungGen和OldGen的比例空間與你的應(yīng)用程序不匹配。
Java堆在32位的VM上太大，導(dǎo)致本機(jī)堆溢出，具體可以表現(xiàn)為OOM試著去鏈接一個(gè)新的Java EE應(yīng)用程序、創(chuàng)建一個(gè)新的Java線程或者需要計(jì)算本地內(nèi)存分配任務(wù)。
建議：
觀察和深入理解JVM垃圾回收。啟動(dòng)GC，根據(jù)健康合理的評(píng)估來提供所有的數(shù)據(jù)。
記住，GC方面的相關(guān)問題不會(huì)在開發(fā)中或者功能測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，它需要在多用戶高負(fù)載的測(cè)試環(huán)境下發(fā)現(xiàn)。
4.與外部系統(tǒng)集成過多或過少
導(dǎo)致Java EE性能差的第四個(gè)原因是高分布式系統(tǒng)，典型案例是電信IT環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中，一個(gè)中間件領(lǐng)域(例如，服務(wù)總線)很少會(huì)做所有的工作，而僅僅是把一些業(yè) 務(wù)“委托”給其他部分，例如產(chǎn)品質(zhì)量，客戶資料和訂單管理，到其他Java EE中間件平臺(tái)或遺留系統(tǒng)中，如支持各種不同的負(fù)載類型和通信協(xié)議的大型機(jī)。
這樣的外部系統(tǒng)調(diào)用意味著客戶端的Java EE應(yīng)用程序觸發(fā)創(chuàng)建或重用套接字鏈接從外部系統(tǒng)中讀寫數(shù)據(jù)。根據(jù)業(yè)務(wù)流程的實(shí)施和實(shí)現(xiàn)可以配置成同步調(diào)用或異步調(diào)用。需要注意的是，響應(yīng)時(shí)間會(huì)根據(jù)外部 系統(tǒng)的穩(wěn)定狀況進(jìn)行改變，所以通過適當(dāng)?shù)氖褂贸瑫r(shí)來保護(hù)Java EE應(yīng)用程序和中間件也是非常重要的。
下面這3種情況是經(jīng)常出現(xiàn)問題和性能降低的地方：
同步和相繼調(diào)用太多的外部系統(tǒng)。
在Java EE客戶端應(yīng)用程序和外部系統(tǒng)之間鏈接超時(shí)，使數(shù)據(jù)丟失或者值太高導(dǎo)致客戶端線程被卡住，從而導(dǎo)致多米拉效應(yīng)。
超時(shí)，但程序仍正常執(zhí)行，可是中間件不處理這種奇怪的路徑。
最后，建議多進(jìn)行負(fù)面測(cè)試，這意味著需要“人為”創(chuàng)造產(chǎn)生這些問題的條件，用來測(cè)試應(yīng)用程序和中間件之間是如何處理外部系統(tǒng)錯(cuò)誤。
5.缺乏適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫SQL調(diào)優(yōu)和容量規(guī)劃
大家可能會(huì)對(duì)這一個(gè)感到驚奇：數(shù)據(jù)庫問題。大多數(shù)Java EE企業(yè)系統(tǒng)是依賴關(guān)系型數(shù)據(jù)庫處理復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程。一個(gè)基礎(chǔ)扎實(shí)穩(wěn)固的數(shù)據(jù)庫環(huán)境可以確保IT環(huán)境有規(guī)模的增長(zhǎng)，來支持日益不斷擴(kuò)大的業(yè)務(wù)。
在實(shí)際中，與數(shù)據(jù)庫相關(guān)的性能問題是很常見的。由于多數(shù)數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理都是由JDBC數(shù)據(jù)源執(zhí)行的(包括關(guān)系持久化API，例如Hibernate)。而性能問題最初都會(huì)表現(xiàn)為線程阻塞。
以下是我在10年的工作中，經(jīng)常出現(xiàn)的關(guān)于數(shù)據(jù)庫方面的問題(以O(shè)racle數(shù)據(jù)庫為例)：
孤立的，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的SQL。主要表現(xiàn)為線程阻塞、SQL沒有進(jìn)行優(yōu)化、缺少索引、非最佳的執(zhí)行計(jì)劃、返回大量數(shù)據(jù)集等等。
表或行級(jí)數(shù)據(jù)鎖定。當(dāng)提交一個(gè)雙階段事務(wù)模型時(shí)(例如，臭名昭著的Oracle可疑事務(wù))。Java EE容器可能會(huì)留下一些未處理的事務(wù)等待最后的提交或回滾，留下的數(shù)據(jù)鎖能觸發(fā)性能問題，直到最后的鎖被移除。例如中間件斷電或者服務(wù)器崩潰都可能引起這些情況發(fā)生。
缺乏合理規(guī)范的數(shù)據(jù)庫管理工具。例如Oracle里面的REDO logs，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)文件等。磁盤空間不足，日志文件不旋轉(zhuǎn)等都會(huì)觸發(fā)較大的性能問題和斷電情況。
建議：
合理的容量規(guī)劃，包括負(fù)載和性能測(cè)試都是必不可少的，優(yōu)化數(shù)據(jù)環(huán)境和及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。
如果是使用Oracle數(shù)據(jù)庫，確保DBA團(tuán)隊(duì)定期審查AWR報(bào)告，尤其是在上下關(guān)聯(lián)的事件和根源分析過程中。
使用JVM線程存儲(chǔ)和AWR報(bào)告查明SQL運(yùn)行緩慢的原因或者使用監(jiān)控工具來做。
加強(qiáng)“操作”方面的數(shù)據(jù)庫環(huán)境(磁盤空間、數(shù)據(jù)文件、重做日志、表空間等)以適當(dāng)?shù)谋O(jiān)視和報(bào)警。如果不這么做，會(huì)讓客戶端IT環(huán)境出現(xiàn)較多的斷電情況和花許多時(shí)間進(jìn)行故障調(diào)修。
6.特定應(yīng)用程序性能問題
下面關(guān)注的是比較嚴(yán)重的Java EE應(yīng)用程序問題。關(guān)于特定應(yīng)用程序性能問題，總結(jié)了以下幾個(gè)點(diǎn)：
線程安全的代碼問題
通信API缺少超時(shí)設(shè)置
I/O、JDBC或者關(guān)系型API資源管理問題
缺乏適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)緩存
數(shù)據(jù)緩存過度
過多的日志記錄
7.Java EE中間件調(diào)優(yōu)問題
一般Java EE中間件都已經(jīng)夠用了，只是缺少必要的優(yōu)化。大多數(shù)Java EE容器都能有多種方案供你的應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)進(jìn)程選擇。
如果沒有進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和實(shí)踐，那么Java EE容器可能會(huì)處于一種消極的狀態(tài)。下圖是視圖和檢查列表示例：
8.主動(dòng)監(jiān)控不足
缺乏監(jiān)控，并不會(huì)帶來實(shí)際性能問題，但它會(huì)影響你對(duì)Java EE平臺(tái)性能和健康狀況的了解。最終，這個(gè)環(huán)境可以達(dá)到一個(gè)破發(fā)點(diǎn)，這可能會(huì)暴露出一些缺陷和問題(JVM的內(nèi)存泄漏，等等)。
以我的經(jīng)驗(yàn)來看，如果一開始不進(jìn)行監(jiān)控，而是運(yùn)行幾個(gè)月或者幾年后再進(jìn)行，平臺(tái)穩(wěn)定性將大打折扣。
也就是說，改善現(xiàn)有的環(huán)境永遠(yuǎn)都不會(huì)晚。下面是一些建議：
復(fù)查現(xiàn)有Java EE環(huán)境監(jiān)測(cè)能力和找到需改進(jìn)的地方。
監(jiān)測(cè)方案應(yīng)該盡可能的覆蓋整個(gè)環(huán)境。
監(jiān)控方案應(yīng)該符合容量規(guī)劃進(jìn)程。
9.公共基礎(chǔ)設(shè)施硬件飽和
這個(gè)問題經(jīng)常在有太多的Java EE中間件環(huán)境隨著JVM進(jìn)程被部署到現(xiàn)有硬件上面時(shí)看到。太多的JVM進(jìn)程對(duì)有限的物理CPU核心來說是一個(gè)真正的程序性能殺手。另外，隨著客戶端業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，硬件方面也需要再次考慮。
10.網(wǎng)絡(luò)延遲
最后一個(gè)影響性能問題的是網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)問題時(shí)不時(shí)的都會(huì)發(fā)生，如路由器、交換機(jī)和DNS服務(wù)器失敗。更常見的是在一個(gè)高度分散的IT環(huán)境中定期或間歇性延遲。下面圖片中的例子是一個(gè)位于同一區(qū)域的Weblogic集群通信與Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的延遲。
間歇或定期的延遲會(huì)觸發(fā)一些重要的性能問題，以不同的方式影響Java EE應(yīng)用程序。
因?yàn)榇罅康膄etch迭代(網(wǎng)絡(luò)傳入和傳出)，涉及大數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)查詢問題的應(yīng)用會(huì)非常受網(wǎng)絡(luò)延遲的影響
應(yīng)用程序在處理外部系統(tǒng)大數(shù)據(jù)負(fù)載(例如XML數(shù)據(jù))時(shí)也會(huì)很受網(wǎng)絡(luò)延遲的影響，會(huì)在發(fā)送和接收響應(yīng)時(shí)產(chǎn)生巨大的響應(yīng)間隔。
Java EE容器復(fù)制過程(集群)也會(huì)受到影響，并且會(huì)讓故障轉(zhuǎn)移功能(如多播或單播數(shù)據(jù)包損失)處于風(fēng)險(xiǎn)中。
JDBC行數(shù)據(jù)“預(yù)取”、XML數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)緩存可以減少網(wǎng)絡(luò)延遲。在設(shè)計(jì)一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r(shí)，應(yīng)該仔細(xì)檢查這種網(wǎng)絡(luò)延遲問題。
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