本篇介紹一些常用的可用于系統(tǒng)性能優(yōu)化的組件和方法

1.緩沖（Buffer）

??????????? 緩沖區(qū)是一塊特定的內(nèi)存區(qū)域，開辟緩沖區(qū)的目的是通過緩解應(yīng)用程序上下層之間的性能差異，提高系統(tǒng)的性能，我們?cè)谌粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷木彌_的例子就是：

?????????? 漏斗上層系統(tǒng)猶如入水口，下層猶如系統(tǒng)，倒水猶如向磁盤寫東西，然而瓶口很細(xì)，造成了性能瓶頸。所以為了加快速度，可以添加一個(gè)漏斗。漏斗的初始口徑很大，并擁有一定的容量，那么就可以先寫一部分?jǐn)?shù)據(jù)到緩沖區(qū)，當(dāng)數(shù)據(jù)都進(jìn)入到緩沖區(qū)后，上次處理完畢，等待下層處理至完成。

????????? 注意：緩沖可以協(xié)調(diào)上層組件和下層組件的性能差，當(dāng)上層組件性能優(yōu)于下層組件時(shí)，可以有效減少上層組件對(duì)下層組件的等待時(shí)間。基于這樣的結(jié)構(gòu)，上層應(yīng)用組件不需要等待下層組件真實(shí)的接收全部組件，即可返回操作，加快了上層組件的處理速度，從而提高系統(tǒng)整體性能緩沖區(qū)最常用的場(chǎng)景就是IO流，由于IO操作很容易成為性能瓶頸，因此盡可能在IO讀寫中加入緩沖組建，提升系統(tǒng)性能

2.緩存（Cache）

???????? 緩存也是為提升系統(tǒng)性能而開辟的內(nèi)存空間，緩存的主要作用就是暫存數(shù)據(jù)處理結(jié)果，并提供下次訪問，在很多場(chǎng)合中，數(shù)據(jù)的處理或數(shù)據(jù)的獲取都可能會(huì)非常耗時(shí)，當(dāng)數(shù)據(jù)請(qǐng)求量很大時(shí)，頻繁的數(shù)據(jù)處理會(huì)耗盡CPU資源，緩存的作用就是將這些數(shù)據(jù)處理結(jié)果緩存起來，當(dāng)又其它線程或客戶端要查詢相同資源時(shí)，可以省略對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理流程，直接從緩存中取出處理結(jié)果，并返回給請(qǐng)求組件，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。

????????? 最簡(jiǎn)單的緩存可以直接用HashMap實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然會(huì)遇到很多問題，比如什么時(shí)候清除不用的緩存數(shù)據(jù)，如何防止緩存數(shù)據(jù)過多而導(dǎo)致內(nèi)存溢出等，當(dāng)然也可用WeakHashMap這個(gè)弱引用來維護(hù)，從而降低了潛在的內(nèi)存溢出，然而對(duì)比與專業(yè)的緩存還是不足。目前又很多基于java的緩存框架，比如出自Hibernate的EHCache，它是Hibernate默認(rèn)的數(shù)據(jù)緩存方案；除此之外還有OSCache，JBossCache等。

3.對(duì)象復(fù)用--池

?????????? 對(duì)象復(fù)用是目前常用的一種系統(tǒng)優(yōu)化方式，核心思想即：如果一個(gè)類被頻繁的請(qǐng)求使用，那么不必每次都生成一個(gè)實(shí)例，可以將這個(gè)類的一些實(shí)例保存在一個(gè)“池”中，等需要時(shí)直接從池中取出。這個(gè)池就稱為對(duì)象池。實(shí)現(xiàn)上，它可能是一個(gè)數(shù)組，鏈表或者集合對(duì)象池運(yùn)用很廣，比如我們常用的線程池和數(shù)據(jù)庫(kù)連接池。

??????????? 線程池中保存著可以被重用的線程對(duì)象，當(dāng)有任務(wù)被提交到線程池的時(shí)候，系統(tǒng)并不需要再新建一個(gè)線程，而是直接從池中取出一個(gè)可用線程，執(zhí)行這個(gè)任務(wù)，在任務(wù)結(jié)束后，再將這個(gè)線程對(duì)象返回到線程池中而不用關(guān)閉。由于線程的創(chuàng)建和銷毀很耗性能，所以采用這種方式可以有效的改善性能。

?????????? 數(shù)據(jù)庫(kù)連接池，它用于維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接的集合，當(dāng)系統(tǒng)需要訪問數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)不需要重新簡(jiǎn)歷數(shù)據(jù)庫(kù)連接，可以直接從池中獲取，在數(shù)據(jù)庫(kù)操作完成時(shí)也不用關(guān)閉，直接返回到連接池中，由于數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建和銷毀是重量級(jí)操作，因此，避免這兩個(gè)重復(fù)頻繁的操作，對(duì)改善系統(tǒng)性能也很有意義。目前較為廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池組件又C3P0和Proxool。注意：在程序中使用線程池和數(shù)據(jù)庫(kù)連接池，可以有效的改善系統(tǒng)在高并發(fā)下的性能，任何對(duì)性能敏感的系統(tǒng)，都要考慮合理的配置這兩個(gè)組件。

4.并行替代串行

????????? 隨著多核時(shí)代的到來，cpu的并行能力有了很大的提升，在這種背景下，傳統(tǒng)的串行程序已經(jīng)無法發(fā)揮出cpu的性能，造成系統(tǒng)資源浪費(fèi)，因此并行軟件開發(fā)可將cpu性能發(fā)揮出來java對(duì)多線程的支持為多核計(jì)算提供了保障。java中提供的Thread對(duì)象和Runnable接口用于創(chuàng)建進(jìn)程內(nèi)對(duì)象。其次，為了優(yōu)化程序性能，jdk還提供了java.util.concurrent并發(fā)包，內(nèi)置各種多線程性能優(yōu)化工具和組件，如線程池，各種并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

5.負(fù)載均衡