最近看了zee老弟的文章，通過分析網(wǎng)絡(luò)流量來分析性能問題，于是也想寫一篇。
我早期做性能測試，大概在99年。給一個銀行做性能測試，因為其中很大的一個部分是我們開發(fā)的。于是自己寫了一個程序，來給后臺系統(tǒng)加壓。
大概在2001年，我們做了兩外一個系統(tǒng)，跑在aix上面，性能很差，我?guī)烷_發(fā)團隊去看一下問題，結(jié)論是調(diào)度過度，架構(gòu)不合理（組件模塊劃分的過細）。調(diào)優(yōu)之后，性能提升了大概100倍。后來去給客戶做poc，客戶還嫌慢，說明調(diào)優(yōu)還不到位。再后來又做了一次調(diào)優(yōu)，性能才正常。所謂的正常，就是跟使用tuxedo相比，基本上性能持平，一個數(shù)量級。
從性能問題來看，大概分成幾種情況：1，網(wǎng)絡(luò)帶寬問題；2，某個節(jié)點處理能力（就是tps差）不行；3，流量配置不合理；4，鏈路設(shè)計問題。
先說網(wǎng)絡(luò)帶寬問題。以前的老系統(tǒng)，特別是銀行的，一般情況下oltp都不會有帶寬問題，因為根據(jù)oltp的標準，一個請求包在1-2k，響應(yīng)報文在4k之內(nèi)，除非線路很差，一般都不會有。從現(xiàn)在的情況來看，更不會有網(wǎng)絡(luò)問題。
我遇到一次網(wǎng)絡(luò)問題，是由于病毒占用了大量的帶寬，阻塞了。特殊的情況在于報表下載。如果所有的用戶，在某個時間點上都下載報表呢？也會有擁堵。
實際上，只要根據(jù)tps和一次請求占用的流量大小，來計算一下，就知道整個的帶寬是不是有問題。
比如，一次請求的數(shù)據(jù)，假設(shè)是50k，tps是1000，那么帶寬需求是：1000*50k=50M。還要考慮上行帶寬還是下行帶寬，請求是上行帶寬。
此外就是一些網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)膱D片很容易占用帶寬。
再說流量分配不合理。某個客戶有多個節(jié)點，使用nginx來做負載均衡，由于配置錯誤，導致90%以上的流量都分配到其中一個節(jié)點，導致性能嚴重不達標。這種就需要使用全鏈路分析，看兩個不同節(jié)點的cpu占用、帶寬，很容易發(fā)現(xiàn)問題。流量分配不合理，主要是配置問題。因此全鏈路跟蹤監(jiān)控工具非常重要。
近些年，由于系統(tǒng)越來越復雜，已經(jīng)從C/S、B/S架構(gòu)的兩層結(jié)構(gòu)，發(fā)展到三層結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)。
在業(yè)務(wù)處理的每一層，如果出現(xiàn)問題，都可能出現(xiàn)性能瓶頸，所以，我們首先要定位，是哪一層出現(xiàn)了問題。
鏈路設(shè)計問題。有時候，由于應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計不當，導致產(chǎn)生了很多多余的鏈路。比如可以使用三次通訊來解決的問題，結(jié)果使用了5次，多出來的兩次很容易造成錯誤和性能問題。當然性能測試只能夠發(fā)現(xiàn)問題，解決問題還要看設(shè)計鏈路的人。
這里面就涉及到一個問題：架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、系統(tǒng)架構(gòu)、IT架構(gòu)等等。話題太大，就不展開贅述了。
最后，我們看節(jié)點處理能力問題。其實，節(jié)點又分成很多種類，比如存儲、比如數(shù)據(jù)庫。這一類的問題，一個要看數(shù)據(jù)庫的配置和資源情況，另外一個就要看表結(jié)構(gòu)、索引，重要的一點是程序。
數(shù)據(jù)庫問題，常用的是看資源是否占滿，比如io，比如cpu等資源是否過高。如果不高，但是又很慢，大多數(shù)是程序和結(jié)構(gòu)問題。
最后看代碼，也就是應(yīng)用程序。應(yīng)用程序優(yōu)化，往往是系統(tǒng)的核心，絕大多數(shù)的性能問題，都是由于代碼編寫不當引起的。
從我自己的經(jīng)驗來看，主要是幾大類：
1，錯誤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。
某個項目，做了一個插入操作，結(jié)果花費了一分鐘。我仔細看了一下代碼，其實算法并不是很復雜，就是在數(shù)據(jù)庫中構(gòu)建了一個tree，然后把某個節(jié)點插入。
但是很慢。本質(zhì)的問題在于，程序員把數(shù)據(jù)庫當作內(nèi)存來使用。內(nèi)存的訪問速度很快，數(shù)據(jù)庫查了幾個量級。
所以使用錯誤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是很多問題的核心。這種情況就需要修改架構(gòu)和算法才能夠解決。
2，算法問題。
另外一個項目，也是操作很慢。去看了一下，沒有架構(gòu)問題。但是，有很多循環(huán)嵌套。關(guān)鍵是，在循環(huán)里面去訪問database。
千萬不要在循環(huán)里面去訪問db，幾乎是百分之百的慢。
循環(huán)嵌套。就是多層循環(huán)，里面還嵌套數(shù)據(jù)庫訪問，程序員是想作死。
3，block和輪詢。
block，阻塞和輪詢，是我們訪問資源的兩個方式。block的問題會造成程序掛起，但是掛起并不消耗cpu，但是會占住一個線程/進程。
輪詢很快，但是頻繁的輪詢會導致cpu上升。
所以要評估你的算法，當訪問資源的時候，是使用block還是輪詢。
好像這一直是個問題，需要大量編碼經(jīng)驗才能解決。
這也就是說，為什么沒有大量的編碼經(jīng)驗，吹噓做架構(gòu)師，很容易犯低級錯誤。
4，資源忘了釋放。
這是很多板磚程序員容易犯的錯。
5，分清楚系統(tǒng)調(diào)用和一般的調(diào)用。
系統(tǒng)調(diào)用，system call，會調(diào)用操作系統(tǒng)的核心，訪問核心資源。所以，你看起來是一個函數(shù)，但是這個函數(shù)會導致你的系統(tǒng)很慢。
當然現(xiàn)在使用的語言遠比c這樣原始的語言高級，使得程序員分不清系統(tǒng)調(diào)用和一般函數(shù)。
經(jīng)常遇到的問題是，內(nèi)存分配。當你頻繁訪問內(nèi)存，一些算法是從操作系統(tǒng)的堆來申請內(nèi)存的，導致系統(tǒng)很慢，而且會產(chǎn)生很多內(nèi)存碎片。
所以分清楚系統(tǒng)調(diào)用和一般函數(shù)，非常重要，盡量避免使用系統(tǒng)調(diào)用，特別是頻繁的調(diào)用。
6，程序執(zhí)行效率不高。
這個其實有很多算法，比如循環(huán)展開等等。你需要去了解編譯器、cpu的指令序列是如何工作的。
cpu最怕的指令是jump，就是程序里面的循環(huán)和判斷（if-else）。
如果知道這些，解決大多數(shù)性能問題應(yīng)該不困難。
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