Java性能优化：从代码到架构的全栈优化策略

Java性能优化：从代码到架构的全栈优化策略

性能优化是Java后端工程师的核心能力，需要系统性的方法论。

一、性能优化方法论

性能优化是后端工程师的核心能力，掌握系统化的优化方法和工具对提升系统性能至关重要

1.1 优化原则

1. 先监控，后优化
2. 先优化瓶颈，后优化细节
3. 不要过度优化
4. 权衡性能和可维护性

1.2 性能指标

// 响应时间
long startTime = System.currentTimeMillis();
// 业务逻辑
long costTime = System.currentTimeMillis() - startTime;

// 吞吐量
QPS = 请求数 / 时间
TPS = 事务数 / 时间

// 并发数
并发数 = QPS * 平均响应时间

二、常见优化手段

2.1 代码层面

// 1. 避免创建大对象
// ❌ 不好
public List<String> getData() {
    List<String> list = new ArrayList<>();
    // 添加大量数据
    return list;
}

// ✅ 好
public void processData(Consumer<String> consumer) {
    // 流式处理
}

// 2. 合理使用缓存
@Cacheable(value = "user", key = "#id")
public User getUserById(Long id) {
    return userMapper.selectById(id);
}

// 3. 批量操作
// ❌ 不好
for (User user : users) {
    userMapper.insert(user);
}

// ✅ 好
userMapper.batchInsert(users);

2.2 数据库层面

-- 索引优化
CREATE INDEX idx_name ON users(name);

-- 查询优化
SELECT * FROM users WHERE create_time > '2024-01-01';

-- 分页优化
-- ❌ 深分页性能差
SELECT * FROM users LIMIT 1000000, 10;

-- ✅ 使用游标
SELECT * FROM users WHERE id > 1000000 LIMIT 10;

三、常见面试题

Q1: 如何排查CPU使用高的问题？

答案：

# 1. 找到高CPU的进程
top

# 2. 找到高CPU的线程
top -H -p <pid>

# 3. 转换线程ID（16进制）
printf "%x" <tid>

# 4. 查看线程堆栈
jstack <pid> | grep <tid_hex>

# 5. 定位问题代码

Q2: 如何排查内存泄漏？

答案：
1. 使用jmap dump堆内存
2. 使用MAT分析dump文件
3. 查找GC Roots
4. 定位大对象和重复创建对象

四、总结

性能优化需要系统思维：

✅ 核心要点
- 建立性能监控体系
- 掌握性能分析工具
- 了解优化手段和场景

实践建议
- 定期性能测试
- 持续优化和监控
- 记录优化经验

---