Java后端开发性能优化排查思路及工具

性能优化排查工具

JFR及cpu火焰图

Java Flight Record 提供一个低开销的数据收集框架，用于对 Java 应用程序和 HotSpot JVM 进行故障排除。Flight Recorder 记录源自应用程序、JVM和操作系统的事件

使用async-profiler，https://github.com/async-profiler/async-profiler，可以很方便获取火焰图和jfr。

将获取到的jfr文件，使用jdk mission control工具打开，可以获取类似下图的分析结果。

async-profiler获得cpu火焰图后，火焰图展示方法级别的响应时长，便于定位耗时较长的具体方法。

arthas

Arthas （https://arthas.aliyun.com/doc/commands.html）是一款线上监控诊断产品，通过全局视角实时查看应用 load、内存、gc、线程的状态信息，并能在不修改应用代码的情况下，对业务问题进行诊断，包括查看方法调用的出入参、异常，监测方法执行耗时，类加载信息等，大大提升线上问题排查效率。

使用arthas的trace - 方法内部调用路径，并输出方法路径上的每个节点上耗时。

性能优化思路点

排查方向	影响级别	原因	改进思路	改进后提升	备注
存在第三方dubbo、http等需要网络传输的接口的调用	大		缓存	大	需注意缓存击穿、穿透、雪崩问题
			剔出循环、递归	大
			线程并发	大	需注意并发问题
			更改为redis、mysql等方式传输	大
数据库，慢查询、连接池等	大		优化数据库查询语句	大
			减少数据库连接次数，如使用批插入等	较大
IO操作	大		缓存	大	需注意缓存击穿、穿透、雪崩问题
			线程并发	大	需注意并发问题
			nio	大
深层递归	大		改为循环	较大
xml、json、beanutils等反射、反序列化	大	底层都会执行反射	减少不必要字段	较大
			使用mapstruct代替beanutils.beancopy	较大
			使用Protobuf、Kryo等代替json	较大
资源竞争	大		拆解死锁，使用超时机制	巨大
			减少锁竞争，减小锁范围	较大
频繁GC	略小		减少重复对象创建	略小
			切换GC算法	小
Stream流	略小	Stream中会对迭代器中的对象进行copy	使用for循环代替，减少copy次数	略小
List等迭代器遍历	略小		对不会重复的，使用set等哈希代替	略小

冷启动------首次请求延迟

JIT编译器在执行时即时编译字节码到机器代码，从而提高程序的运行效率。对于热点代码，可以在上线前先预热，确保JIT已经编译和优化这些代码。

对于使用了网络的接口调用，有时也需要预热，确保tomcat中的代码也已经预编译和优化。