這些年，隨著CPU、內(nèi)存、I/O 設(shè)備都在不斷迭代，不斷朝著更快的方向努力。在這個(gè)快速發(fā)展的過(guò)程中，有一個(gè)核心矛盾一直存在，就是這三者的速度差異。CPU 和內(nèi)存的速度差異可以形象地描述為：CPU 是天上一天，內(nèi)存是地上一年(假設(shè) CPU 執(zhí)行一條普通指令需要一天，那么 CPU 讀寫內(nèi)存得等待一年的時(shí)間)。內(nèi)存和 I/O 設(shè)備的速度差異就更大了，內(nèi)存是天上一天，I/O 設(shè)備是地上十年。

　　我們都知道的是，程序里大部分語(yǔ)句都要訪問(wèn)內(nèi)存，有些還要訪問(wèn) I/O，根據(jù)木桶理論(一只水桶能裝多少水取決于它最短的那塊木板)，程序整體的性能取決于最慢的操作——讀寫 I/O 設(shè)備，也就是說(shuō)單方面提高 CPU 性能是無(wú)效的。

　　為了合理利用 CPU 的高性能，平衡這三者的速度差異，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、編譯程序都做出了貢獻(xiàn)，主要體現(xiàn)為：

　　現(xiàn)代計(jì)算機(jī)在CPU 增加了緩存，以均衡與內(nèi)存的速度差異

　　操作系統(tǒng)增加了進(jìn)程、線程，以分時(shí)復(fù)用 CPU，進(jìn)而均衡 CPU 與 I/O 設(shè)備的速度差異

　　編譯程序優(yōu)化指令執(zhí)行次序，使得緩存能夠得到更加合理地利用

　　由此可見(jiàn)，雖然現(xiàn)在我們幾乎所有的程序都默默地享受著這些成果，但是實(shí)際應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，還是有很多詭異問(wèn)題困擾著我們。

　　基本概述

　　每當(dāng)提起Java性能優(yōu)化，你是否有想過(guò)，真正需要我們優(yōu)化的是什么?或者說(shuō)，指導(dǎo)我們優(yōu)化的方向和目標(biāo)是否明確?甚至說(shuō)，我們所做的一切，是否已經(jīng)達(dá)到我們的期望了呢?接下來(lái)，我們來(lái)詳細(xì)探討一下。

　　性能優(yōu)化根據(jù)優(yōu)化的方向和目標(biāo)來(lái)說(shuō)，大致可以分為業(yè)務(wù)優(yōu)化和技術(shù)優(yōu)化。業(yè)務(wù)優(yōu)化產(chǎn)生的影響是非常巨大的，一般最常見(jiàn)的就是業(yè)務(wù)需求變更和業(yè)務(wù)場(chǎng)景適配等，當(dāng)然這是產(chǎn)品和項(xiàng)目管理的工作范疇。而對(duì)于我們開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，我們需要關(guān)注的和直接與我們相關(guān)的，主要是通過(guò)一系列的技術(shù)手段，來(lái)完成我們對(duì)既定目標(biāo)的技術(shù)優(yōu)化。其中，從技術(shù)手段方向來(lái)看，技術(shù)優(yōu)化主要可以從復(fù)用優(yōu)化，結(jié)果集合優(yōu)化，高效實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，算法優(yōu)化，計(jì)算優(yōu)化，資源沖突優(yōu)化和JVM優(yōu)化等七個(gè)方面著手。

　　一般來(lái)說(shuō)，技術(shù)優(yōu)化基本都集中在計(jì)算機(jī)資源和存儲(chǔ)資源的規(guī)劃上，最直接的就是對(duì)于服務(wù)器和業(yè)務(wù)應(yīng)用程序相關(guān)的資源做具體的分析，在照顧性能的前提下，同時(shí)也兼顧業(yè)務(wù)需求的要求，從而達(dá)到資源利用最優(yōu)的狀態(tài)。一味地強(qiáng)調(diào)利用空間換時(shí)間的方式，只看計(jì)算速度，不考慮復(fù)雜性和空間的問(wèn)題，確實(shí)有點(diǎn)不可取。特別是在云原生時(shí)代下和無(wú)服務(wù)時(shí)代，雖然模糊和減少了開(kāi)發(fā)對(duì)這些問(wèn)題的距離，但是我們更加需要了解和關(guān)注這些問(wèn)題的實(shí)質(zhì)。

　　特別指出的是，JVM優(yōu)化。由于使用Java編寫的應(yīng)用程序，本身Java是運(yùn)行在JVM虛擬機(jī)上的，這就意味著它會(huì)受到JVM的制約。對(duì)于JVM虛擬機(jī)的優(yōu)化。一定程度上會(huì)提升Java應(yīng)用程序的性能。如果參數(shù)配置不當(dāng)，導(dǎo)致內(nèi)存溢出(OOM異常)等問(wèn)題，甚至引發(fā)比這更嚴(yán)重的后果。

　　由此可見(jiàn)，正確認(rèn)識(shí)和掌握J(rèn)VM結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)，對(duì)于我們何嘗不是一個(gè)進(jìn)階的技術(shù)方向。當(dāng)然，JVM虛擬機(jī)這一部分的內(nèi)容，相對(duì)編寫Java程序來(lái)說(shuō)，更加比較枯燥無(wú)味，概念比較多且抽象，需要我們要有更多的耐心和細(xì)心。我們都知道，一顆不浮躁的心，做任何事都會(huì)收獲不一樣的精彩。

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