主题
应用性能优化案例
课程介绍
应用性能优化是系统性能优化的重要组成部分,通过优化应用可以提高系统性能。本课程将通过实战案例,讲解应用性能优化的方法,包括Web应用优化、数据库优化、缓存优化等内容,帮助你掌握应用性能优化的技巧。
1. 应用性能优化概述
1.1 什么是应用性能优化
应用性能优化是指优化应用程序的性能,提高系统性能。
应用性能优化的目的:
| 目的 | 说明 |
|---|---|
| 性能提升 | 提高应用性能 |
| 资源利用 | 提高资源利用率 |
| 用户体验 | 改善用户体验 |
| 成本降低 | 降低运营成本 |
1.2 应用性能优化的层次
应用性能优化有多个层次。
优化层次:
| 层次 | 说明 |
|---|---|
| 代码层 | 优化代码 |
| 架构层 | 优化架构 |
| 配置层 | 优化配置 |
| 系统层 | 优化系统 |
2. Web应用优化
2.1 Web应用优化概述
Web应用优化是指优化Web应用的性能。
Web应用优化的方法:
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| 前端优化 | 优化前端性能 |
| 后端优化 | 优化后端性能 |
| 数据库优化 | 优化数据库性能 |
| 缓存优化 | 优化缓存性能 |
2.2 前端优化
前端优化的方法。
前端优化方法:
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| 压缩资源 | 压缩CSS、JS、图片 |
| 合并资源 | 合并CSS、JS文件 |
| 使用CDN | 使用CDN加速 |
| 启用缓存 | 启用浏览器缓存 |
示例:
bash
# 压缩CSS文件
cssnano style.css style.min.css
# 压缩JS文件
uglifyjs script.js -o script.min.js
# 压缩图片
jpegoptim image.jpg
pngquant image.png2.3 后端优化
后端优化的方法。
后端优化方法:
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| 优化代码 | 优化代码逻辑 |
| 使用缓存 | 使用缓存减少数据库访问 |
| 异步处理 | 使用异步处理提高性能 |
| 负载均衡 | 使用负载均衡提高性能 |
示例:
bash
# 使用Redis缓存
redis-cli SET key value
redis-cli GET key
# 使用Nginx负载均衡
upstream backend {
server 192.168.1.10:80;
server 192.168.1.11:80;
server 192.168.1.12:80;
}2.4 Nginx优化
Nginx优化的方法。
Nginx优化配置:
nginx
# 编辑Nginx配置文件
vim /etc/nginx/nginx.conf
# 优化配置
worker_processes auto;
worker_connections 10240;
keepalive_timeout 30;
client_body_buffer_size 128k;
client_max_body_size 10m;
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
gzip on;
gzip_min_length 1k;
gzip_buffers 4 16k;
gzip_comp_level 2;
gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript;3. 数据库优化
3.1 数据库优化概述
数据库优化是指优化数据库的性能。
数据库优化的方法:
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| 索引优化 | 优化索引 |
| 查询优化 | 优化查询 |
| 配置优化 | 优化配置 |
| 架构优化 | 优化架构 |
3.2 MySQL优化
MySQL优化的方法。
MySQL优化配置:
bash
# 编辑MySQL配置文件
vim /etc/mysql/my.cnf
# 优化配置
[mysqld]
# 连接数
max_connections = 500
max_connect_errors = 1000
# 缓存
query_cache_size = 256M
query_cache_type = 1
query_cache_limit = 2M
# InnoDB
innodb_buffer_pool_size = 2G
innodb_log_file_size = 512M
innodb_flush_log_at_trx_commit = 2
innodb_flush_method = O_DIRECT
# 慢查询
slow_query_log = 1
slow_query_log_file = /var/log/mysql/mysql-slow.log
long_query_time = 23.3 PostgreSQL优化
PostgreSQL优化的方法。
PostgreSQL优化配置:
bash
# 编辑PostgreSQL配置文件
vim /etc/postgresql/12/main/postgresql.conf
# 优化配置
# 连接数
max_connections = 200
# 内存
shared_buffers = 512MB
effective_cache_size = 2GB
work_mem = 16MB
maintenance_work_mem = 128MB
# WAL
wal_buffers = 16MB
checkpoint_completion_target = 0.9
wal_buffers = 16MB
# 查询
random_page_cost = 1.1
effective_io_concurrency = 2004. 缓存优化
4.1 缓存优化概述
缓存优化是指优化缓存的性能。
缓存优化的方法:
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| 使用Redis | 使用Redis缓存 |
| 使用Memcached | 使用Memcached缓存 |
| 本地缓存 | 使用本地缓存 |
| CDN缓存 | 使用CDN缓存 |
4.2 Redis优化
Redis优化的方法。
Redis优化配置:
bash
# 编辑Redis配置文件
vim /etc/redis/redis.conf
# 优化配置
# 内存
maxmemory 2gb
maxmemory-policy allkeys-lru
# 持久化
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
# 网络
tcp-backlog 511
timeout 0
tcp-keepalive 300
# 性能
hash-max-ziplist-entries 512
hash-max-ziplist-value 64
list-max-ziplist-size -2
set-max-intset-entries 512
zset-max-ziplist-entries 128
zset-max-ziplist-value 644.3 Memcached优化
Memcached优化的方法。
Memcached优化配置:
bash
# 编辑Memcached配置文件
vim /etc/memcached.conf
# 优化配置
# 内存
-m 2048
# 连接数
-c 1024
# 线程数
-t 4
# 其他
-vv5. 实战案例
案例1:Web应用性能优化
场景:优化Web应用的性能。
优化步骤:
bash
# 1. 前端优化
# 压缩CSS、JS、图片
cssnano style.css style.min.css
uglifyjs script.js -o script.min.js
jpegoptim image.jpg
pngquant image.png
# 2. 后端优化
# 使用Redis缓存
redis-cli SET key value
redis-cli GET key
# 3. Nginx优化
vim /etc/nginx/nginx.conf
# 添加优化配置
worker_processes auto;
worker_connections 10240;
keepalive_timeout 30;
gzip on;
gzip_min_length 1k;
gzip_comp_level 2;
# 4. 应用配置
systemctl reload nginx案例2:数据库性能优化
场景:优化数据库的性能。
优化步骤:
bash
# 1. MySQL优化
vim /etc/mysql/my.cnf
# 添加优化配置
[mysqld]
max_connections = 500
query_cache_size = 256M
innodb_buffer_pool_size = 2G
slow_query_log = 1
long_query_time = 2
# 2. 应用配置
systemctl restart mysql
# 3. 索引优化
# 分析慢查询
mysql -u root -p -e "SELECT * FROM mysql.slow_log ORDER BY query_time DESC LIMIT 10;"
# 创建索引
mysql -u root -p -e "CREATE INDEX idx_name ON table(name);"
# 4. 查询优化
# 使用EXPLAIN分析查询
mysql -u root -p -e "EXPLAIN SELECT * FROM table WHERE name = 'test';"案例3:缓存性能优化
场景:优化缓存的性能。
优化步骤:
bash
# 1. Redis优化
vim /etc/redis/redis.conf
# 添加优化配置
maxmemory 2gb
maxmemory-policy allkeys-lru
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
# 2. 应用配置
systemctl restart redis
# 3. 使用缓存
# 设置缓存
redis-cli SET key value
# 获取缓存
redis-cli GET key
# 设置过期时间
redis-cli SETEX key 3600 value
# 4. 监控缓存
redis-cli INFO stats6. 性能测试
6.1 性能测试概述
性能测试是指测试应用的性能。
性能测试的方法:
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| 压力测试 | 测试应用的抗压能力 |
| 负载测试 | 测试应用的负载能力 |
| 并发测试 | 测试应用的并发能力 |
| 稳定性测试 | 测试应用的稳定性 |
6.2 性能测试工具
性能测试的工具。
性能测试工具:
| 工具 | 说明 |
|---|---|
ab | Apache Bench |
wrk | HTTP基准测试工具 |
jmeter | 性能测试工具 |
locust | 性能测试工具 |
6.3 性能测试示例
性能测试的示例。
示例:
bash
# 使用ab进行压力测试
ab -n 1000 -c 100 http://localhost/
# 使用wrk进行压力测试
wrk -t4 -c100 -d30s http://localhost/
# 使用jmeter进行压力测试
# 启动jmeter
jmeter
# 创建测试计划
# 添加线程组
# 添加HTTP请求
# 运行测试7. 性能监控
7.1 性能监控概述
性能监控是指监控应用的性能。
性能监控的方法:
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| 应用监控 | 监控应用性能 |
| 系统监控 | 监控系统性能 |
| 数据库监控 | 监控数据库性能 |
| 缓存监控 | 监控缓存性能 |
7.2 性能监控工具
性能监控的工具。
性能监控工具:
| 工具 | 说明 |
|---|---|
top | 系统监控 |
htop | 系统监控 |
iostat | 磁盘IO监控 |
vmstat | 系统监控 |
sar | 系统监控 |
7.3 性能监控示例
性能监控的示例。
示例:
bash
# 监控系统性能
top
# 监控磁盘IO
iostat -x 1 5
# 监控内存
free -h
# 监控网络
iftop
# 监控数据库
mysqladmin -u root -p processlist8. 优化建议
8.1 优化原则
应用性能优化的原则。
优化原则:
| 原则 | 说明 |
|---|---|
| 逐步优化 | 逐步优化,观察效果 |
| 监控效果 | 优化后监控效果 |
| 记录修改 | 记录所有修改 |
| 总结经验 | 总结优化经验 |
8.2 优化步骤
应用性能优化的步骤。
优化步骤:
| 步骤 | 说明 |
|---|---|
| 性能分析 | 分析性能瓶颈 |
| 制定计划 | 制定优化计划 |
| 实施优化 | 实施优化方案 |
| 验证效果 | 验证优化效果 |
课程总结
这节课我们学习了应用性能优化案例。
核心内容:
- 应用性能优化概述
- Web应用优化(前端优化、后端优化、Nginx优化)
- 数据库优化(MySQL优化、PostgreSQL优化)
- 缓存优化(Redis优化、Memcached优化)
- 实战案例(Web应用性能优化、数据库性能优化、缓存性能优化)
- 性能测试
- 性能监控
- 优化建议
重要工具:
cssnano:压缩CSSuglifyjs:压缩JSjpegoptim:压缩JPEG图片pngquant:压缩PNG图片ab:压力测试wrk:压力测试jmeter:压力测试top:系统监控iostat:磁盘IO监控free:内存监控iftop:网络监控
应用性能优化是系统性能优化的重要组成部分,掌握这些知识后,你将能够独立完成应用性能优化工作。
课后练习
练习1(基础)
使用ab进行压力测试。
练习2(进阶)
优化Nginx配置。
练习3(拓展)
优化MySQL配置。