性能调优经历分享

同事的总结,我拿来mark一下。

一、 定义
性能是指系统的响应能力,即经过多长时间才能对某个事件做出响应,或者在某个整个内系统所能处理的事件的个数。
性能调优是指通过优化设计方案、调整参数配置、修改相关代码达到业务、运维、开发各方期望。

二、 思路
调优过程分成三大步:性能监控、性能分析、性能优化。
性能监控:不侵入系统代码,分析运行日志:了解业务运转流程及节点,收齐网络、操作系统、容器各项数据,预估性能所在点。
性能分析:修改相关配置、屏蔽代码降级或增加资源,验证性能所在点。
性能优化:优化方案或修改代码实现,解决达到性能目标的瓶劲。

三、 约定
性能调优是为达到多方期望。各方及其期望如下:
业务角度的“业务指标”(关注并发用户数、TPS、成功率、响应时间)。
运维角度的“资源指标”(关注CPU、内存、磁盘I/O、网络I、O)。
开发角度的“应用指标”(关注空闲线程数、数据库连接数、GC/FULL GC次数、函数耗时)。
DBA角度的“数据指标”(关注耗时SQL、锁、会话、cpu、异常事件、tps)。

性能调优是对具体的程序或用户使用过程进行,对于程序与使用过程进行如下约定:
接口:程序模块之间的一次请求与响应。
场景:系统对一次用户操作的完整响应或商户系统的服务端请求完整响应。场景的响应由一个或多个系统接口来完成。
性能调优以“多个程序模块按一定数目比例组成一组服务节点”为单元进行场景的分析、优化、验证及扩展。

出现以下情况,可视为系统存在性能瓶劲:
1、应用程序或操作系统cpu使用率超过45%。
2、内存超过4G,10分钟压力范围内出现多次垃圾回收时间超过平均响应时间,引发tps趋势图波动。
3、场景响应时间超过2秒,tps提上去、响应时间开始往下掉,成功率低于99.99%。
4、空闲内存少,分页交换内存使用占比达到30%。
5、10分钟压测试范围内,tps趋势图形出现波峰、波谷。

四、 分析及解决
性能瓶劲的主要因素:网络设备(带宽、新建连接数、并发连接数),操作系统(可用端口数、端口复用及回收时间),应用程序及其容器(连接池获取及日志输出锁、网络访问阻塞、代码调用链路长、垃圾回收次数多且耗时长),数据库(会话数、异常事件、锁、内存)。
性能监控
1、运行单个节点、收齐日志,理清业务的所有系统调用链接(RPC):确定压测环境单节点、预估场景/接口的关键节点。
2、运行场景压测脚本,查看系统运行状况:通过jconsole远程连接上应用程序查看其cpu、内存、线程使用情况。通过”jstack 应用程序进程号“ 命令查看应用程序的线程使用情况(weblogic 对应的命令是 :"jrcmd 应用程序进程号 print_threads“)。以了解工作的线程数及其工作状态(lock资源)、cpu使用情况、垃圾回收情况。
3、核实压力传递状态:通过netstat -at | grep 客户端ip地址 | wc -l 监控压力的透传情况。锁定性能发生点。(备注:系统之间使用长链接,随着压力增大,系统间的连接数达到最大值则不增长;短链接则不断上涨)。
4、监控操作系统(linux)资源。查看系统负载(top命令)、监控内存使用情况(watch -n 1 -d vmstat)、监控网卡流量(watch -n 1 -d ifconfig)、监控网络状态(netstat –at)、监控磁盘读写(watch -n 1 -d iostat)、监控应用程序错误日志(tail –f 200 应用程序错误日志文件名 )。
性能分析
通过修改操作系统内核(/etc/sysctl.conf)相关配置( net.ipv4.tcp_max_tw_buckets 、net.ipv4.tcp_fin_timeout 、net.ipv4.tcp_synack_retries 、net.core.netdev_max_backlog),调整运行容器(tomcat、weblogic)工作线程、支撑连接数,修改jvm内存大小、垃圾回收策略、工作参数配置,修改应用程序日志级别、异步输出,连接池数目,应用程序代码加入开关、降低服务,优化数据库索引、表结构,确认性能瓶颈问题、原因及解决办法。
性能优化
根据性能分析及验证的改动,进行要应实现,达到期望值。
性能应对方案
业务设计方面:1)分离业务:申请与受理分离,申请受理权利、业务异步处理,2)服务降级。
应用程序方面:1)升级资源(内存、连接沲连接数目、cpu核数、工作线程数),2)横向扩展,3)jvm参数优化(垃圾回收策略、运行参数设置),4)代码优化(日志异步输出、业务辅助功能异步处理、缓存、RPC调用合并、减少调用节点链路、使用连接池/长链接、降代方法调用层级、减少大数据对象的构建),5)负载保护(指定IP访问量、整体受理量)。
网络节点方面:扩张流量、限制流量、负载保护。

五、 测试环境构建
测试环境网络及应用部署架构与生产环境架构完全相同,软件版本完全相同(主要包括:操作系统、中间件、数据库、应用等),测试环境参数配置与生产环境完全相同(主要包括:操作系统参数、中间件参数、数据库参数、应用参数),测试环境基础数据量与生产环境基础数据量需在同一个数量级、测试环境机型与生产环境机型尽量相同部署规模按生产环境的1/2或1/4(能验证节点横向扩展性)。

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