許多IT專業(yè)人員往往以為云優(yōu)化只有一種方法。實(shí)際上，云端優(yōu)化有多種方法，包括降低成本、改善性能、可靠性甚至環(huán)境可持續(xù)性的方法。
不同的優(yōu)化目標(biāo)往往會(huì)相互促進(jìn)，因此廣泛考慮優(yōu)化以充分發(fā)揮云戰(zhàn)略很有幫助。本文幫你熟悉各種優(yōu)化方法，并了解它們?nèi)绾蜗噍o相成，讓你的云環(huán)境更高效。
1、性能優(yōu)化價(jià)值
性能是一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)最重要的指標(biāo)，除非沒有選擇，否則沒有用戶會(huì)忍受一個(gè)響應(yīng)緩慢的應(yīng)用系統(tǒng)或網(wǎng)站。大量數(shù)據(jù)表明，每0.1秒的核心體驗(yàn)響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致1%的營(yíng)收下降。
應(yīng)用系統(tǒng)上線運(yùn)行后，隨著系統(tǒng)數(shù)據(jù)量的不斷增長(zhǎng)、訪問量的不斷上升，系統(tǒng)的響應(yīng)速度通常會(huì)越來越慢，尤其峰值情況下常不能滿足業(yè)務(wù)需要，甚至出現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)中斷，給企業(yè)造成巨大的品牌損失和經(jīng)濟(jì)損失，因此性能優(yōu)化會(huì)顯得至關(guān)重要。
通過性能優(yōu)化，可以用更少的硬件資源，支撐更大量的業(yè)務(wù)發(fā)展，從而達(dá)到節(jié)省硬件成本的目的；同時(shí)，可以在有限資源的情況下，提升系統(tǒng)的響應(yīng)能力，為用戶帶來更好的使用體驗(yàn)，促進(jìn)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)。
2、性能優(yōu)化策略
對(duì)于應(yīng)用系統(tǒng)來說，用戶從瀏覽器發(fā)出請(qǐng)求到數(shù)據(jù)庫(kù)完成事務(wù)操作，中間需要經(jīng)過很多環(huán)節(jié)，如果系統(tǒng)響應(yīng)慢，必須對(duì)請(qǐng)求經(jīng)過的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，排查可能出現(xiàn)性能瓶頸的地方，定位問題。
排查瓶頸的方法通常是檢查請(qǐng)求處理的各個(gè)環(huán)節(jié)的日志，分析哪個(gè)環(huán)節(jié)響應(yīng)時(shí)間不合理、超出預(yù)期；然后檢查監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，分析影響性能的主要因素是CPU，還是內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施資源的問題，還是架構(gòu)設(shè)計(jì)的問題，或是慢SQL語句的問題等。
定位出導(dǎo)致性能問題的具體原因后，再做針對(duì)性的性能優(yōu)化。
1、性能優(yōu)化體系
性能優(yōu)化，簡(jiǎn)而言之，就是在不影響系統(tǒng)運(yùn)行正確性的前提下，使之運(yùn)行的更快，完成特定功能所需的時(shí)間更短。
性能優(yōu)化的維度很多，綜合來看可以從下面五個(gè)方面展開性能優(yōu)化：資源層、架構(gòu)層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)庫(kù)層、中間件層。性能優(yōu)化體系如下圖：
2、資源層優(yōu)化
云資源層的優(yōu)化包括云資源水平方向和垂直方向擴(kuò)展，資源層面優(yōu)化的依據(jù)可來自云監(jiān)控的量化指標(biāo)數(shù)據(jù)。
云監(jiān)控可實(shí)時(shí)監(jiān)控云資源動(dòng)態(tài)指標(biāo)，是所有云產(chǎn)品的監(jiān)控管理總?cè)肟??？梢酝ㄟ^云監(jiān)控查看最全、最詳細(xì)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。云監(jiān)控能夠?qū)崟r(shí)對(duì)云服務(wù)器、云數(shù)據(jù)庫(kù)、負(fù)載均衡等云產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)控，提取云產(chǎn)品關(guān)鍵指標(biāo)，以監(jiān)控圖表形式展示?？梢酝ㄟ^使用云監(jiān)控全面地了解資源使用率、應(yīng)用程序性能和云產(chǎn)品運(yùn)行狀況。
水平方向擴(kuò)展是增加云服務(wù)器、云數(shù)據(jù)庫(kù)等實(shí)例數(shù)量，垂直方向擴(kuò)展是升級(jí)云服務(wù)器、云數(shù)據(jù)庫(kù)等云資源的規(guī)格配置，比如CPU、內(nèi)存、磁盤、帶寬等參數(shù)配置，從解決資源瓶頸的角度來優(yōu)化系統(tǒng)的訪問性能。
3、架構(gòu)層優(yōu)化
系統(tǒng)的性能問題也有可能是系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成的。比如在架構(gòu)設(shè)計(jì)上，沒有考慮做讀寫分離、數(shù)據(jù)庫(kù)分庫(kù)分表、動(dòng)靜分離、CDN加速、緩存加速、彈性伸縮等。
讀寫分離與數(shù)據(jù)庫(kù)分庫(kù)分表解決的是數(shù)據(jù)庫(kù)訪問性能問題，在云上實(shí)現(xiàn)讀寫分離非常方便，創(chuàng)建只讀實(shí)例后，在應(yīng)用程序中配置讀寫分離地址，就可以使寫請(qǐng)求自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)到主實(shí)例，讀請(qǐng)求自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)到各個(gè)只讀實(shí)例。
動(dòng)靜分離、CDN加速、緩存解決的是靜態(tài)文件或熱點(diǎn)數(shù)據(jù)快速讀取問題，比如圖片、視頻、熱門商品、庫(kù)存等等，企業(yè)上云時(shí)需要盡可能使用一些成熟的云原生解決方案，從架構(gòu)設(shè)計(jì)層面去優(yōu)化訪問性能的問題。
彈性伸縮解決的是應(yīng)用服務(wù)器自動(dòng)擴(kuò)展的問題，通過提前配置伸縮規(guī)則與策略，在業(yè)務(wù)需求增長(zhǎng)時(shí)自動(dòng)增加云服務(wù)器實(shí)例以保證計(jì)算能力，避免訪問延時(shí)和資源超負(fù)荷運(yùn)行。
4、應(yīng)用層優(yōu)化
應(yīng)用層優(yōu)化的關(guān)鍵是首先快速診斷出應(yīng)用的問題瓶頸。
互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展帶來了日益增長(zhǎng)的流量壓力，業(yè)務(wù)邏輯也日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)的單機(jī)應(yīng)用已經(jīng)無法滿足需求。越來越多的網(wǎng)站或系統(tǒng)逐漸采用了分布式部署架構(gòu)。
同時(shí)，隨著 Spring Cloud/Dubbo 等基礎(chǔ)開發(fā)框架不斷成熟，越來越多的企業(yè)開始對(duì)應(yīng)用架構(gòu)按照業(yè)務(wù)模塊進(jìn)行垂直拆分，形成了更適合團(tuán)隊(duì)協(xié)同開發(fā)、快速迭代的微服務(wù)架構(gòu)。
分布式的微服務(wù)架構(gòu)在開發(fā)效率上具備先進(jìn)性，但給傳統(tǒng)的監(jiān)控、運(yùn)維、診斷技術(shù)帶來了巨大挑戰(zhàn)。主要挑戰(zhàn)包括：
定位問題難：
微服務(wù)分布式架構(gòu)一個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求通常要經(jīng)過多個(gè)服務(wù)/節(jié)點(diǎn)后返回結(jié)果，一旦請(qǐng)求出現(xiàn)錯(cuò)誤，往往要在多臺(tái)機(jī)器上反復(fù)翻看日志才能初步定位問題，對(duì)簡(jiǎn)單問題的排查也常常涉及多個(gè)團(tuán)隊(duì)。
發(fā)現(xiàn)瓶頸難：
當(dāng)用戶反饋系統(tǒng)出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，很難快速發(fā)現(xiàn)瓶頸在哪里：是用戶終端到服務(wù)端的網(wǎng)絡(luò)問題，是服務(wù)端負(fù)載過高導(dǎo)致響應(yīng)變慢，還是數(shù)據(jù)庫(kù)壓力過大？即使定位到了導(dǎo)致卡頓的環(huán)節(jié)，也很難快速定位到代碼層面的根本原因。
架構(gòu)梳理難：
在業(yè)務(wù)邏輯變得逐漸復(fù)雜以后，很難從代碼層面去梳理某個(gè)應(yīng)用依賴了哪些下游服務(wù)（數(shù)據(jù)庫(kù)、HTTP API、緩存），以及被哪些外部調(diào)用所依賴。業(yè)務(wù)邏輯的梳理、架構(gòu)的治理和容量的規(guī)劃也變得更加困難。
通常，需要使用性能壓測(cè)工具（比如PTS）、應(yīng)用實(shí)時(shí)監(jiān)控服務(wù)（比如ARMS）等工具，基于前端、應(yīng)用、業(yè)務(wù)自定義等維度進(jìn)行鏈路追蹤，實(shí)現(xiàn)完整的調(diào)用鏈路還原、調(diào)用請(qǐng)求量統(tǒng)計(jì)、鏈路拓?fù)浜蛻?yīng)用依賴分析等。鏈路追蹤能夠幫助快速分析和診斷分布式應(yīng)用架構(gòu)下的性能瓶頸，提高微服務(wù)時(shí)代下的開發(fā)診斷效率。
定位瓶頸問題后，展開針對(duì)性的優(yōu)化工作，比如優(yōu)化慢SQL語句、優(yōu)化調(diào)用報(bào)錯(cuò)程序代碼、優(yōu)化調(diào)用異常API等。通常應(yīng)用優(yōu)化后可結(jié)合性能壓測(cè)工具對(duì)系統(tǒng)性能、容量水位進(jìn)行再次壓力測(cè)試，通過壓測(cè)結(jié)果進(jìn)一步分析系統(tǒng)瓶頸，對(duì)應(yīng)用不斷迭代優(yōu)化。
5、數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化
影響數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)性能主要有如下幾個(gè)因素：系統(tǒng)的硬件配置、數(shù)據(jù)庫(kù)文件的物理分布、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例的參數(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)、應(yīng)用的SQL語句。
數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化，首先需要進(jìn)行下述數(shù)據(jù)內(nèi)容采集：
系統(tǒng)軟硬件環(huán)境：包括服務(wù)器的操作系統(tǒng)設(shè)置、硬件配置、網(wǎng)絡(luò)配置、軟件環(huán)境、啟動(dòng)選項(xiàng)、進(jìn)程信息、性能信息、磁盤使用情況等。
硬件運(yùn)行情況：包括CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例的配置： 實(shí)例配置參數(shù)。
數(shù)據(jù)庫(kù)配置：包括恢復(fù)模式、自動(dòng)收縮、空間增長(zhǎng)等信息。
數(shù)據(jù)庫(kù)磁盤使用：包括數(shù)據(jù)庫(kù)大小、表大小、記錄數(shù)、索引大小、占用空間等。
索引及碎片情況：包括表上的索引、索引的碎片情況、索引的維護(hù)計(jì)劃等。
SQL語句執(zhí)行情況：包括SQL 語句執(zhí)行時(shí)間、啟動(dòng)時(shí)間、所在數(shù)據(jù)庫(kù)、語句內(nèi)容、死鎖、阻塞等情況。
應(yīng)用程序運(yùn)行狀況：包括系統(tǒng)高峰時(shí)段、晚間的數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)任務(wù)、用戶報(bào)告比較慢的業(yè)務(wù)、系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)。
數(shù)據(jù)庫(kù)性能主要優(yōu)化項(xiàng)見下圖：
6、中間件優(yōu)化
在信息系統(tǒng)中，不少性能問題是由不起眼的應(yīng)用中間件造成的。應(yīng)用中間件之所以誕生，是為了幫助應(yīng)用程序的編碼人員處理與業(yè)務(wù)邏輯沒有太大關(guān)系而又必須處理的經(jīng)常性事物，比如處理應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的關(guān)系，設(shè)置開啟多少個(gè)session來處理客戶請(qǐng)求，session的超時(shí)時(shí)間等等。
然而在享受便利的同時(shí)，應(yīng)用中間件也會(huì)成為系統(tǒng)性能問題的締造者，開發(fā)人員和測(cè)試人員往往忽視了中間件本身對(duì)性能的影響，這種影響包括交易吞吐量的制約、響應(yīng)時(shí)間的影響、交易成功率的影響等等。
中間件優(yōu)化的目標(biāo)是把耗費(fèi)在中間件的時(shí)間縮短（提升用戶體驗(yàn)），提高整個(gè)應(yīng)用服務(wù)器的吞吐量。中間件優(yōu)化，調(diào)什么參數(shù)，一定要了解其含義、原理、調(diào)整后的收益和風(fēng)險(xiǎn)是什么，最好是N個(gè)參數(shù)能在腦子里纏繞為一個(gè)整體。
高優(yōu)先：調(diào)整JDBC連接池大小、線程池、JVM虛擬機(jī)的heap size。
中優(yōu)先：會(huì)話數(shù)、垃圾回收GC策略。
另外還有高速緩存、數(shù)據(jù)源語句緩存大小。
不當(dāng)?shù)呐渲靡矔?huì)導(dǎo)致中間件處于假死狀態(tài)。比如某類資源（session或jdbc）被應(yīng)用完全占滿了，并且短期不釋放，這樣新的請(qǐng)求就沒法執(zhí)行，造成了假死的情況。這類情況，要做好超時(shí)放棄的參數(shù)配置。
性能優(yōu)化是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，首先需要定位性能瓶頸，然后從云資源、系統(tǒng)架構(gòu)、應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件等方面進(jìn)行綜合分析和優(yōu)化；性能優(yōu)化的最終目的是為了改善用戶的體驗(yàn)，離開這個(gè)目的而追求技術(shù)上的所謂高性能是舍本逐末，沒有任何意義。
隨著系統(tǒng)數(shù)據(jù)量、訪問用戶量的不斷增加，以及系統(tǒng)功能的不斷迭代，系統(tǒng)需要持續(xù)進(jìn)行性能優(yōu)化，性能優(yōu)化是一場(chǎng)持久戰(zhàn)，只有這樣才能讓用戶擁有更好的訪問體驗(yàn)，從而支撐業(yè)務(wù)增長(zhǎng)。
另外有需要云服務(wù)器可以了解下創(chuàng)新互聯(lián)cdcxhl.cn，海內(nèi)外云服務(wù)器15元起步，三天無理由+7*72小時(shí)售后在線，公司持有idc許可證，提供“云服務(wù)器、裸金屬服務(wù)器、高防服務(wù)器、香港服務(wù)器、美國(guó)服務(wù)器、虛擬主機(jī)、免備案服務(wù)器”等云主機(jī)租用服務(wù)以及企業(yè)上云的綜合解決方案，具有“安全穩(wěn)定、簡(jiǎn)單易用、服務(wù)可用性高、性價(jià)比高”等特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，專為企業(yè)上云打造定制，能夠滿足用戶豐富、多元化的應(yīng)用場(chǎng)景需求。
重慶分公司
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