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前言

性能优化常见概念

吞吐量（TPS, QPS）：简单来说就是每秒钟完成的事务数或者查询数。通常吞吐量大表明系统单位时间能处理的请求数越多，所以通常希望TPS越高越好

响应时间：即从请求发出去到收到系统返回的时间。响应时间一般不取平均值，而是要去掉不稳定的值之后再取均值，比如常用的90%响应时间，指的就是去掉了10%不稳定的响应时间之后，剩下90%的稳定的响应时间的均值。

从聚类的观点看，其实就是去掉离群点。

错误率：即错误请求数与总请求数之比。随着压力增加，有可能出现处理请求处理不过来的情况，这时错误数会不断增加。

三者有极大的关联，任何孤立的数据都不能说明问题。典型的关系是，吞吐量增加时，响应延迟有可能增加，错误率也有可能增加。因此，单拿出一个10w的TPS并不能说明问题。

性能调优思路

一般情况，调优需要有个前提条件，即无论是用线上的真实流水还是线下的压力测试让问题扩大化，明显化。

根据这些比较明显的现象去初判问题，收集证据去验证初判结果成立，然后分析现象产生的原因，并尝试解决问题。

性能摸底测试

对于新上的系统或者是有过较大代码改动的系统来说，做一次摸底测试还是很有必要的。

一般来说，期望摸底的测试是一次对单机的压力测试。压力测试可以帮你大概搞清楚系统的极限TPS是多少，在压力上来时有没有暴露一些错误或者问题，系统大致的资源占用情况是什么，系统可能的性能瓶颈在哪。

定义性能优化的目标

经常听到人说，做个性能优化，吞吐量越高越好；或者做个性能测试，目标TPS是50000。可实际拿到这个信息，能够做性能测试吗？这个目标足够清晰吗？

事实上，未定义清晰的目标去做性能测试都是耍流氓。

性能优化的目标一般是吞吐量达到多少，90%响应时间小于多少，错误率小于多少。

同时还需要关注其他的性能指标，cpu使用情况，内存使用情况，磁盘使用情况，带宽使用情况等。对于摸底测试已经发现问题的，可以针对该问题专门优化，比如负载较高，cpu消耗过大，则目标可能是TPS，响应时间以及错误率不变的情况下降低CPU负载。

或者内存增长过快，gc较为频繁，则目标可能是找出可能的内存泄露，或者进行相关的jvm内存调优。总之，目标可以比较灵活调整，但一定要明确。

分析

分析的过程较为灵活，基本上是一千个系统有一千种表现。这里很难一一说明。仅谈谈一些常见的方法，工具以及思路。

针对CPU：

针对cpu的监控，其实linux已经提供了两个比较好用的工具，一个是top，一个是vmstat。

关于cpu主要关注4个值：us(user), sy(system), wa(wait), id(idle)。理论上他们加起来应该等于100%。而前三个每一个值过高都有可能表示存在某些问题。

us过高：
代码问题。比如一个耗时的循环不加sleep，或者在一些cpu密集计算（如xml解析，加解密，加解压，数据计算）时没处理好

gc频繁。一个比较容易遗漏的问题就是gc频繁时us容易过高，因为垃圾回收属于大量计算的过程。gc频繁带来的cpu过高常伴有内存的大量波动，通过内存来判断并解决该问题更好。

小技巧：如何定位us过高的线程并查看它的状态。
top命令找到消耗us过高的进程pid；
top -Hp pid找到对应的线程tid；
printf %x tid转为16进制tid16；
jstack pid | grep -C 20 tid16 即可查到该线程堆栈

sy过高：
上下文切换次数过多。通常是系统内线程数量较多，并且线程经常在切换，由于系统抢占相对切换时间和次数比较合理，所以sy过高通常都是主动让出cpu的情况，比如sleep或者lock wait, io wait。

wa过高：
等待io的cpu占比较多。注意与上面情况的区别，io wait引起的sy过高指的是io不停的wait然后唤醒，因为数量较大，导致上下文切换较多，强调的是动态的过程；

而io wait引起的wa过高指的是io wait的线程占比较多，cpu切换到这个线程是io wait，到那个线程也是io wait，于是总cpu就是wait占比较高。

id过高：
很多人认为id高是好的，其实在性能测试中id高说明资源未完全利用，或者压测不到位，并不是好事。

针对内存：
关于java应用的内存，通常只需要关注jvm内存，但有些特殊情况也需要关注物理内存。

OOM：
OOM经常伴随着异常gc，之所以单独拿出来讲，是因为它的危害更大一些，异常gc顶多是收集速度过快或者回收不了内存，但是起码有个缓冲时间，但是出了OOM问题就大了。

heap区，对象创建过多或持有太多无效引用（泄露）或者堆内存分配不足。使用jmap找到内存中对象的分布，使用ps找到相应进程及初始内存配置。

stack区, 不正确的递归调用；
perm区，初始加载包过多，分配内存不足；
堆外内存区，分配ByteBuffer未释放导致；

下面是我整理的2023年最全的软件测试工程师学习知识架构体系图

一、Python编程入门到精通

二、接口自动化项目实战

三、Web自动化项目实战

四、App自动化项目实战

五、一线大厂简历

六、测试开发DevOps体系

七、常用自动化测试工具

八、JMeter性能测试

九、总结（尾部小惊喜）

只有奋斗过的日子，才会留下无悔的痕迹；只有拼搏过的努力，才能创造出辉煌的未来；不忘初心，坚持不懈，只有勇往直前，才能追逐梦想的脚步。

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