影響Java EE性能的十大問題

本文總結了影響Java EE性能的十大問題 (1)缺乏正確的容量規劃;(2)中間件環境規範不足;(3)虛擬機垃圾回收過度;(4)與外部系統集成過多或過少;(5)缺乏適當的數據庫SQL調優和容量規劃;(6)特定應用程序性能問題;(7)中間件調優問題;(8)主動監控不足;(9)公共基礎設施硬件飽和;(10)網絡延遲。 

方法/步驟

  1. 缺乏正確的容量規劃

    容量規劃是一個全面的和發展的過程標準,預測當前和未來的IT環境容量需求。制定合理的容量規劃不僅會確保和跟蹤當前IT生產能力和穩定性,同時也會確保新項目以最小的風險部署到現有的生產環境中。硬件、中間件、JVM、調整等在項目部署之前就應該準備好。

  2. Java EE中間件環境規範不足

    “沒有規矩,不成方圓”。第二個比較普遍的原因是Java EE中間件或者基礎架構不規範。在項目初始,新平臺上面沒有制定合理的規範,導致系統穩定性差。這會增加客戶成本,所以花時間去制定合理的Java EE中間件環境規範是必須的。這項工作應與初始容量規劃迭代相結合。

  3. Java虛擬機垃圾回收過度

    各位對“java.lang.OutOfMemoryError”這個錯誤信息是不是很熟悉呢?由於JVM的內存空間過度消耗(Java堆、本機堆等)而拋出的異常。

    垃圾收集問題並不一定會表現爲一個OOM條件,過度的垃圾收集可以理解成是JVM GC線程在短時間裏進行輕微或超量收集集合數據而導致的JVM暫停時間很長和性能下降。可能有以下幾個原因:

    與JVM的負載量和應用程序內存佔用量相比,Java堆可能選擇的太小。

    JVM GC策略使用不合理。

    應用程序靜態或動態內存佔用量太大,不適合在32位JVM上使用。

    JVM OldGen隨着時間推移,泄漏越來越嚴重,而GC在幾個小時或者幾天後才發現。

    JVM PermGen空間(只有HotSpot VM)或本機堆隨着時間推移會泄露是一個非常普遍的問題;OOM的錯誤往往是觀察一段時間後,應用程序進行動態調動。

    YoungGen和OldGen的比例空間與你的應用程序不匹配。

    Java堆在32位的VM上太大,導致本機堆溢出,具體可以表現爲OOM試着去鏈接一個新的Java EE應用程序、創建一個新的Java線程或者需要計算本地內存分配任務。

    建議:

    觀察和深入理解JVM垃圾回收。啓動GC,根據健康合理的評估來提供所有的數據。

    記住,GC方面的相關問題不會在開發中或者功能測試時發現,它需要在多用戶高負載的測試環境下發現。

  4. 與外部系統集成過多或過少

    導致Java EE性能差的第四個原因是高分佈式系統,典型案例是電信IT環境。在這個環境中,一箇中間件領域(例如,服務總線)很少會做所有的工作,而僅僅是把一些業務“委託”給其他部分,例如產品質量,客戶資料和訂單管理,到其他Java EE中間件平臺或遺留系統中,如支持各種不同的負載類型和通信協議的大型機。

    這樣的外部系統調用意味着客戶端的Java EE應用程序觸發創建或重用套接字鏈接從外部系統中讀寫數據。根據業務流程的實施和實現可以配置成同步調用或異步調用。需要注意的是,響應時間會根據外部系統的穩定狀況進行改變,所以通過適當的使用超時來保護Java EE應用程序和中間件也是非常重要的。

    下面這3種情況是經常出現問題和性能降低的地方:

    同步和相繼調用太多的外部系統。

    在Java EE客戶端應用程序和外部系統之間鏈接超時,使數據丟失或者值太高導致客戶端線程被卡住,從而導致多米拉效應。

    超時,但程序仍正常執行,可是中間件不處理這種奇怪的路徑。

    最後,建議多進行負面測試,這意味着需要“人爲”創造產生這些問題的條件,用來測試應用程序和中間件之間是如何處理外部系統錯誤。

    影響Java EE性能的十大問題

  5. 缺乏適當的數據庫SQL調優和容量規劃

    大家可能會對這一個感到驚奇:數據庫問題。大多數Java EE企業系統是依賴關係型數據庫處理複雜的業務流程。一個基礎紮實穩固的數據庫環境可以確保IT環境有規模的增長,來支持日益不斷擴大的業務。

    在實際中,與數據庫相關的性能問題是很常見的。由於多數數據庫事務處理都是由JDBC數據源執行的(包括關係持久化API,例如Hibernate)。而性能問題最初都會表現爲線程阻塞。

    以下是我在10年的工作中,經常出現的關於數據庫方面的問題(以Oracle數據庫爲例):

    孤立的,長時間運行的SQL。主要表現爲線程阻塞、SQL沒有進行優化、缺少索引、非最佳的執行計劃、返回大量數據集等等。

    表或行級數據鎖定。當提交一個雙階段事務模型時(例如,臭名昭著的Oracle可疑事務)。Java EE容器可能會留下一些未處理的事務等待最後的提交或回滾,留下的數據鎖能觸發性能問題,直到最後的鎖被移除。例如中間件斷電或者服務器崩潰都可能引起這些情況發生。

    缺乏合理規範的數據庫管理工具。例如Oracle裏面的REDO logs,數據庫數據文件等。磁盤空間不足,日誌文件不旋轉等都會觸發較大的性能問題和斷電情況。

    建議:

    合理的容量規劃,包括負載和性能測試都是必不可少的,優化數據環境和及時發現問題。

    如果是使用Oracle數據庫,確保DBA團隊定期審查AWR報告,尤其是在上下關聯的事件和根源分析過程中。

    使用JVM線程存儲和AWR報告查明SQL運行緩慢的原因或者使用監控工具來做。

    加強“操作”方面的數據庫環境(磁盤空間、數據文件、重做日誌、表空間等)以適當的監視和報警。如果不這麼做,會讓客戶端IT環境出現較多的斷電情況和花許多時間進行故障調修。

  6. 特定應用程序性能問題

    下面關注的是比較嚴重的Java EE應用程序問題。關於特定應用程序性能問題,總結了以下幾個點:

    線程安全的代碼問題

    通信API缺少超時設置

    I/O、JDBC或者關係型API資源管理問題

    缺乏適當的數據緩存

    數據緩存過度

    過多的日誌記錄

  7. Java EE中間件調優問題

    一般Java EE中間件都已經夠用了,只是缺少必要的優化。大多數Java EE容器都能有多種方案供你的應用程序和業務進程選擇。

    如果沒有進行適當的調整和實踐,那麼Java EE容器可能會處於一種消極的狀態。

  8. 主動監控不足

    缺乏監控,並不會帶來實際性能問題,但它會影響你對Java EE平臺性能和健康狀況的瞭解。最終,這個環境可以達到一個破發點,這可能會暴露出一些缺陷和問題(JVM的內存泄漏,等等)。

    以我的經驗來看,如果一開始不進行監控,而是運行幾個月或者幾年後再進行,平臺穩定性將大打折扣。

    也就是說,改善現有的環境永遠都不會晚。下面是一些建議:

    複查現有Java EE環境監測能力和找到需改進的地方。

    監測方案應該儘可能的覆蓋整個環境。

    監控方案應該符合容量規劃進程。

  9. 公共基礎設施硬件飽和

    這個問題經常在有太多的Java EE中間件環境隨着JVM進程被部署到現有硬件上面時看到。太多的JVM進程對有限的物理CPU核心來說是一個真正的程序性能殺手。另外,隨着客戶端業務的增長,硬件方面也需要再次考慮。

  10. 網絡延遲

    最後一個影響性能問題的是網絡,網絡問題時不時的都會發生,如路由器、交換機和DNS服務器失敗。更常見的是在一個高度分散的IT環境中定期或間歇性延遲。下面圖片中的例子是一個位於同一區域的Weblogic集羣通信與Oracle數據庫服務器之間的延遲。

    間歇或定期的延遲會觸發一些重要的性能問題,以不同的方式影響Java EE應用程序。

    因爲大量的fetch迭代(網絡傳入和傳出),涉及大數據集的數據查詢問題的應用會非常受網絡延遲的影響

    應用程序在處理外部系統大數據負載(例如XML數據)時也會很受網絡延遲的影響,會在發送和接收響應時產生巨大的響應間隔。

    Java EE容器複製過程(集羣)也會受到影響,並且會讓故障轉移功能(如多播或單播數據包損失)處於風險中。

    JDBC行數據“預取”、XML數據壓縮和數據緩存可以減少網絡延遲。在設計一個新的網絡拓撲時,應該仔細檢查這種網絡延遲問題。

原文出處:http://jingyan.baidu.com/article/fec4bce2391f47f2618d8b00.html

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