性能优化是什么？

• 提升软件系统处理能力，减少不必要的小号，充分发掘计算机能力

为什么要做性能优化？

• 用户体验:带来用户体验的提升 —— 刷视频不卡，双十一购物不卡
• 资源高效利用：降低成本，提高效率 —— 很小的优化乘于海量机器会是显著的性能提升和成本节约

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

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：malloc()

• 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

  • 避免手动管理，专注于实现业务逻辑
  • 保证使用的正确性和安全性

• 三个任务

  • 为新对象分配空间
  • 找到存活对象(还会使用的对象)
  • 回收死亡对象的内存空间

GC(垃圾回收)相关概念

• 基础线程分类

  • 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

• GC算法基础分类

  • Serial GC:只有一个collector
  • Parallel GC:支持多个collectors同时回收的CG算法
  • Concurrent CG:Mutator(s)和Collector(s)可以同时执行

评价GC算法

• 安全性：不能回收存活对象 基本要求
• 吞吐率：1 - GC时间/程序执行时间 花在GC上的时间
• 暂停时间：stop the world 阻止世界 （JWT） 业务是否感知
• 内存开销: GC 元数据开销 追踪垃圾回收 计数

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个内存空间
  • 将死亡对象的内存标记为"可分配"
  • 移动并整理存活对象

• 根据对象的生命周期，使用不同的标记和清理策略

分代GC

• 年轻代

  • 常规的对象分配
  • 由于存活对象很少,可以采用coping collection
  • GC 吞吐率很高

• 老年代

  • 对象趋向于一直活着，反复复制开销比较大
  • 可以采用 mark-sweep collection

计数