这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的4篇笔记

性能优化是什么？

提升软件系统处理能力，减少不必要的消耗，充分发掘计算机算力

为什么要做性能优化？

用户体验：带来用户体验的提升一让刷抖音更丝滑，让双十一购物不再卡顿

资源高效利用：降低成本，提高效率一 很小的优化乘以海量机器会是显著的性能提升和成本节约

性能优化的层面

业务层优化

• 针对特定场景，具体问题，具体分析
• 容易获得较大性能收益

语言运行时优化

• 解决更通用的性能问题
• 考虑更多场景
• Tradeoffs

数据驱动

• 自动化性能分析工具一pprof
• 依靠数据而非猜测
• 首先优化最大瓶颈

性能优化与软件质量

• 软件质量至关重要
• 在保证接口稳定的前提下改进具体实现
• 测试用例：覆盖尽可能多的场景，方便回归
• 文档：做了什么，没做什么，能达到怎样的效果
• 隔离：通过选项控制是否开启优化
• 可观测：必要的日志输出

一、自动内存管理

• 动态内存
  • 程序在运行时根据需求动态分配的内存：malIoc()
• 自动内存管理(垃圾回收)：由程序语言的运行时系统管理动态内存
  • 避免手动内存管理，专注于实现业务逻辑
  • 保证内存使用的正确性和安全性：double-free problem,use-after-free problem
• 三个任务
  • 为新对像分配空间
  • 找到存活对象
  • 回收死亡对象的内存空间

  自动内存管理-相关概念

• Mutator::业务线程，分配新对象，修改对象指向关系
• Collector::GC线程，找到存活对象，回收死亡对象的内存空间
• Serial GC:只有一个collector
• Parallel GC:支持多个collectors同时回收的GC算法
• Concurrent GC:mutator(s)和collector(s)可以同时执行

  • Collectors必须感知对象指向关系的改变！

• 评价GC算法
  • 安全性(Safety):不能回收存活的对象基本要求
  • 吞吐率(Throughput):1
  • GC时间
  • 程序执行总时间
  • 花在GC上的时间
  • 暂停时间(Pause time:stop the world(STW)业务是否感知
  • 内存开销(Space overhead)GC元数据开销
• 追踪垃圾回收(Tracing garbage collection
• 引用计数(Reference counting) 更多概念推荐阅读这本书：

追踪垃圾回收

• 对象被回收的条件：指针指向关系不可达的对象
• 标记根对象
  • 静态变量、全局变量、常量、线程栈等
• 标记：找到可达对象
  • 求指针指向关系的传递闭包：从根对象出发，找到所有可达对象
• 清理：所有不可达对象
  • 将存活对象复制到另外的内存空间(Copying GO)
  • 将死亡对象的内存标示记为可分配Mark-sweep GC)
  • 移动并整理存活对象(Mark-compact GC)
• 根据对象的生命周期，使用不同的标记和清理策略

分代GC(Generational GC)

• 分代假说(Generational hypothesis):most objects die young
• Intuition:很多对象在分配出来后很快就不再使用了
• 每个对象都有年龄：经历过GC的次数
• 目的：对年轻和老年的对象，制定不同的GC策略，降低整体内存管理的开销
• 不同年龄的对象处于heap的不同区域

引用计数