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软件开发中常见的十大系统瓶颈

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    2021-2-2 11:21
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    管理员

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    楼主
    发表于 2015-08-10 16:52:45 |只看该作者 |倒序浏览
    在Zen And The Art Of Scaling - A Koan And Epigram Approach中,Russell Sullivan提出了一个非常有趣的总结:软件开发常见的20个传统的系统瓶颈,这听起来像是说有20个故事情节,并且依赖于你如何策划这些故事,或许都是真的,但唯有实践才知道它们带给我们的酸甜苦辣。
    . X0 r" y- f( m( d6 {# v7 J% o6 e1 W! @( [% F
    有一天,Aurelien Broszniowski给我发了一份电子邮件,把这些瓶颈用列表的方式展示出来。在接下来的交谈过程中,我又把该列表抄送给了Russell,Russell对此列表进行了整理。
    $ x  W. u9 t1 _; W6 R! p2 i; g2 u4 T3 j3 _8 P

    6 y5 Y* T3 ]2 |, p+ U# i' \7 ?. G5 h' H: e
    . d8 R2 Q% q" W7 Y# D7 L6 |% {; V
    Russell说:“我真希望在年轻时看到这样的一份列表”。伴随着经验的增长、项目的增多、解决各种不同类型的问题和不断总结各种经验教训,你会在这份列表上添加更多的东西。所以,当你在阅读该份列表时就像是在回顾一个个故事片段。
    8 U3 h* E6 L9 d0 H
    , K$ f) `3 y, l- ]  e1 O数据库
    8 x" @! Z0 {& c# j- j, ]( ]- U: P  i3 q% v& B
    工作任务内存超过可用的RAM内存
    * S/ A  Z8 v/ P3 o0 _1 y2 @! I% a长/短查询
    * E  Z1 ]( p" a3 l8 o写入冲突  b8 `  {8 N$ `# _5 Z+ M( e0 r
    大连接(join)占用内存
    : c% ?/ G" P3 P- ?# G6 M, }虚拟化
    $ G0 M# P1 S: H- o  k0 D1 F- d1 Q. j" X9 h1 B" g
    共享一个HDD、磁盘寻死(disk seek death)
    1 _+ C/ b  o/ g$ O$ a9 e在云端网络I/O波动1 I) v7 ^$ {+ M; m% }; B
    编程
    % }1 I6 G% u; Q! W0 Q" X; w
    $ a0 s9 ]6 r+ E4 W% l8 Z线程:死锁、调试、非线性扩展等/ \' R5 I# A8 h1 v, }
    事件驱动编程:callback()过于复杂、如何在函数调用中存储有状态等
    8 y7 c% u9 L! G% [缺乏调优、跟踪、日志等
    # b* a. M1 u$ Z单模块不可扩展、单点故障(SPOF:Single Point Of Failure)、非横向扩展等0 i+ d! z" _; P- z/ ?# J+ x
    有状态应用程序+ J; u# ~5 S! X; s+ T+ O
    设计问题:开发的应用程序只在自己的机器行运行正常,或者只是在几个人测试的时候正常(没有经历压力测试)。6 A- a& v- x7 n0 ]- v, j: m
    算法过于复杂4 X$ Z, L' P' j' G9 G# o
    相关服务,例如DNS查找以及其他可能屏蔽的服务3 j6 D( I# z9 a
    堆栈空间
    4 C8 E9 q; [2 ?. U) t磁盘
    * B" I* N8 |6 g1 v6 ^- }# ]- s5 A- l  ]) O4 @2 t) Y
    访问本地磁盘9 h$ X( I6 g, C1 H% ^) s
    随机访问磁盘I/O7 U' E8 i3 U: _- V2 Q
    磁盘碎片! Q  f; r  Z" R: N$ x
    当SSD写入的数据大于SSD容量时,性能会下降
    + l- [1 U! _% e8 X1 O: C# q3 C. JOS
    & Q$ h6 d$ R2 n" Q* o! x9 E& W
    & T% {6 N; u. p$ W- u' VFsync饱和,Linux缓冲区填塞(Fsync flushing, linux buffer cache filling up)
    + O9 l. d( O/ q6 |  dTCP缓冲区太小
    ) M: [; w0 v0 I7 S: H+ ~& v* ?文件描述符限制. `6 t. T/ y, ~: l
    功率分配(Power budget)2 k4 [# ^& l) n2 F( W; @4 J
    缓存
    1 P" [% X! F# T( c7 p4 @2 u6 t! n1 O1 \! j
    没使用memcached(数据库崩溃)
    9 v9 A! k+ `7 ]/ s$ a) PHTTP中:headers、etags、没有使用gzip压缩等。
    ) P+ ~. u& [, O% _* N+ y6 e  y4 r* {/ \没有充分利用浏览器缓存
    / _; A9 @6 }( ^1 L, M( j' J# L- D字节码缓存(如PHP)
    ; P  Z& ^* c4 r6 w; c3 V( S6 U. fL1/L2缓存:这是个令人头疼的大瓶颈。把关键并且经常访问的数据存储在L1/L2中。这涉及到很多:snappy网络I/O,列数据库直接在压缩数据上运行算法等。利用一些技术不销毁你的TLB。最重要的思想是紧紧的抓住计算机的体系结构,涉及多核CPU,L1/L2,共享的L3,NUMA RAM,从DRAM到芯片数据传输带宽/延迟,DRAM缓存的DiskPages,DirtyPages,流经CPU<->DRAM<->NIC的TCP包。, f2 U7 e" b) n) I  B8 a. C5 [" W
    CPU7 c- Q4 V% R1 x0 T3 N$ m
    0 Y9 b' N5 q( a6 g; m* o
    CPU过载! M7 Y/ s8 ]) @2 u' J8 x! `9 w' t
    内容切换—>单核上开启的线程过多、Linux调度器、系统调用太多等2 D) ?2 R- X9 J( L6 m( C9 l9 J
    IO等待—>所有的CPU在同速等待5 I5 g: u) m# i0 y4 }% B7 z: |8 s- B
    CPU缓存:缓存数据是一个细粒度进程,为了在多个实例与不同的值数据之间找到正确的平衡,来保持缓存数据的一致性和繁重同步。
      ^8 `8 Z# A9 i5 V8 y4 m底板吞吐量(Backplane throughput)6 b7 H) J4 }& E
    网络
    5 Q: f) L; F. d* Z! d6 {  Z
    8 K( Q. m, ^) |4 s  c+ LNIC刷爆、IRQ饱和、软中断占用掉了100%CPU
    , A/ r/ K- y" G) t: ]DNS查询  a% S, J/ j' u7 H0 v+ K
    数据包丢失& G; g  C! ~, [% D
    网络中存在预期外的路由6 E: h0 H. W% V' w. M
    访问网络磁盘( L; D  U# I* K/ E  N' v) g
    共享SAN$ {. N3 R2 p1 S1 }
    服务器故障—>无法从服务处得到响应
    . H# J% }+ y5 p5 _进程
    8 K' P5 C4 ~' T/ _2 _# ?" d' Z8 z. |. o# X0 a: u
    测试时间8 e! W0 m( k% b0 x; ~
    开发时间
    3 |& u: v- K- D. o团队规模8 B) u1 t1 M3 Y3 y" X; |. s
    预算
      E5 Z3 ^" b1 ]& b+ o* C7 J! |代码债务; [4 L! I1 M! |: X; ^; y% f: k
    内存+ U( {$ c1 H: k% e  p6 b! Y& T
    0 E. F; Q' O. V
    内存不足—>杀死进程,切换到swap,挂起: V2 w5 o9 S% ?) O
    内存不足导致磁盘交换(与swap相关)
    2 ]$ Y1 s6 w. s记忆库开销过大(Memory library overhead)
    $ U4 e' W0 T3 L; p7 {& \( n内存分片(在java中需要会因为内存回收而停顿;在C中,malloc总是开始分配内存)- g9 G* E$ r# e, P

    4 o2 s, Q7 z( D% |" p原文:http://highscalability.com/blog/ ... on-bottlenecks.html- W0 D4 N2 _' W3 V' k8 l
    * g, T8 ]( E, _; N: D

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    沙发
    发表于 2016-10-30 12:06:48 |只看该作者
    这篇文章需要转载,,,,很有意义的总结
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