这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 13 天

引言

性能优化

是什么

提升系统处理能力，减少不必要的消耗

为什么

• 用户体验：让用户体验更顺滑，提升用户体验
• 资源高效利用：降低成本，提高效率。节约计算成本。

业务层优化

• 针对特定场景，具体问题，具体分析
• 更容易获得较大性能收益

语言运行时优化

• 解决更多的通用的性能问题
• 考虑更多场景
• Tradesoff

数据驱动

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

软件质量

保证接口稳定的前提下进行改进

• 测试驱动
• 通过清晰的文档告诉用户这一项优化做了什么，没做什么，能达到什么样的效果
• 隔离，优化代码用选项和原先的路径隔离，保证优化未启用时的行为同以前一致
• 可观测、可灰度、可回滚

自动内存管理

基本概念

• 自动内存管理：有程序语言的运行时系统管理动态内存

• 避免手动内存管理，专注于业务逻辑的实现

• 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

  • 为新对象分配空间
  • 找到存活对象
  • 回收死亡对象的内存空间

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: 并行 GC，支持多个 collectors 同时回收的 GC 算法
• Concurrent GC: 并发 GC，支持 mutator(s) 和 collector(s) 同时执行的 GC 算法 Collectors 必须感知对象指向关系的改变！

追踪垃圾回收

Tracing garbage collection: 追踪垃圾回收 被回收的条件：不可达对象

过程

• 首先标记根对象：惊天变量，全局变量，常量，线程栈等。
• 标记：找到可达对象
• 清理：回收所有不可达对象占据的内存空间

清理形式

• Copying GC: 将存活对象从一块内存空间复制到另外一块内存空间，原先的空间可以直接进行对象分配
• Mark-sweep GC: 将死亡对象所在内存块标记为可分配，使用 free list 管理可分配的空间
• Mark-compact GC: 将存活对象复制到同一块内存区域的开头

引用计数

每个对象都有一个与之关联的引用数目。每个对象存活的条件都是：当且仅当引用数大于0.

优点

• 内存管理的操作被平摊到程序运行中：指针传递的过程中引用计数的增减
• 不需要了解runtime的细节，因为不需要gc roots，因此不需要哪里是全局变量、线程栈等等。

缺点

• 开销大，对象可能会被多线程访问
• 无法回收环形数据
• 每个对象都引入额外存储控件引用计数
• 回收大的数据结构可能引发暂停