怎么寫代碼能讓 CPU 執(zhí)行更快？

時(shí)間：2021-09-03 10:08:22

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[導(dǎo)讀]技術(shù)厲害一點(diǎn)的工程師都知道，性能不僅對(duì)產(chǎn)品的攻城掠地至關(guān)重要，也是程序員價(jià)值的重要體現(xiàn)，在工作面試、等級(jí)晉升上都扮演著核心角色。?比如，很多大廠為了保障晉升的公平性，一般會(huì)由跨部門的專家組成評(píng)委會(huì)。其他部門的高級(jí)專家，在不熟悉候選人業(yè)務(wù)的情況下，只能去考察其底層的硬核知識(shí)，而這當(dāng)...

技術(shù)厲害一點(diǎn)的工程師都知道，性能不僅對(duì)產(chǎn)品的攻城掠地至關(guān)重要，也是程序員價(jià)值的重要體現(xiàn)，在工作面試、等級(jí)晉升上都扮演著核心角色。

比如，很多大廠為了保障晉升的公平性，一般會(huì)由跨部門的專家組成評(píng)委會(huì)。其他部門的高級(jí)專家，在不熟悉候選人業(yè)務(wù)的情況下，只能去考察其底層的硬核知識(shí)，而這當(dāng)中，性能問題是最有區(qū)分度的。

所以，掌握性能問題會(huì)對(duì)你的晉升之路有很大助益。如果你始終埋頭業(yè)務(wù)，不關(guān)心通用的性能優(yōu)化方法論，在技術(shù)等級(jí)晉升上會(huì)非常吃虧。

再比如，在面試互聯(lián)網(wǎng)大廠時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，面試官總愛問一些超出工作范圍的性能問題，可能你會(huì)感慨甚至抱怨，這不就是“面試造火箭，入職擰螺絲”嗎？但從面試官的角度看，性能就是最好的面試題，因?yàn)樗鼜乃惴ǖ郊軜?gòu)，既考察了候選人的潛力，也能考察其工程能力。

如果候選人具備系統(tǒng)的性能優(yōu)化方法論，那么無論在架構(gòu)設(shè)計(jì)，還是應(yīng)用模塊開發(fā)上，他的代碼可擴(kuò)展性都會(huì)更好，消耗的 IT 資源也更少，自然更容易被青睞。

所以，無論為了滿足業(yè)務(wù)發(fā)的需求，還是在面試、晉升中有更好的表現(xiàn)，系統(tǒng)性能優(yōu)化都是你繞不開的一關(guān)。這里，分享給你一張「系統(tǒng)性能核心關(guān)注點(diǎn)」圖譜，通過四個(gè)層次，幫你切實(shí)提升系統(tǒng)性能。

這張圖譜出自陶輝，他是智鏈達(dá) CTO、前阿里云 P8 高級(jí)技術(shù)專家，曾任職于華為、騰訊、阿里等大廠，有近 20 年互聯(lián)網(wǎng)一線工作經(jīng)驗(yàn)。這些年，他的工作始終圍繞性能展開，目前致力于 Linux 高性能服務(wù)器的開發(fā)，和分布式環(huán)境下海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。

兩年前，看過他的 Nginx 視頻課，150 講內(nèi)容，含金量非常高。所以，去年看他又推出了專欄《系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)必知必會(huì)》，我第一時(shí)間就入手了，跟著學(xué)下來，感覺收獲很大。

之前，基本很少看到講分布式系統(tǒng)優(yōu)化的資料，在 Google 搜索也只能找零零星星幾篇文章，就連相關(guān)書籍，也大多在討論容錯(cuò)、事務(wù)、流控等概念的實(shí)現(xiàn)，很少有介紹如何優(yōu)化整個(gè)分布式系統(tǒng)性能的。

而在這個(gè)專欄中，陶輝站在分布式系統(tǒng)的角度，總結(jié)了一張以性能為核心的后端技能圖譜，詳細(xì)講解了全面提升復(fù)雜集群性能的方法，和系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)的多種對(duì)應(yīng)策略，都是工作、面試中用得上的、實(shí)打?qū)嵉挠藏洝?/span>

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作為計(jì)算機(jī)體系的底層問題，性能問題涉及的知識(shí)面非常廣。所以，陶輝結(jié)合自己這些年在分布式性能領(lǐng)域所遇到的問題和解決方案，對(duì)累計(jì)的經(jīng)驗(yàn)做了一次篩選和過濾，交付給你一套完整、系統(tǒng)的性能優(yōu)化知識(shí)體系。

在這個(gè)過程中，他還解析了不少一線大廠的性能面試題，做到工作、面試兩手抓，也是很務(wù)實(shí)了。

想到那會(huì)兒，我也遇到過不少性能問題，寫了很多數(shù)據(jù)清洗腳本，有時(shí)候發(fā)現(xiàn)內(nèi)存占用率過高，機(jī)器經(jīng)常 oom，一直在想各種辦法調(diào)優(yōu)處理，直到看了陶輝的專欄，有了不少思路，對(duì)業(yè)務(wù)幫助很大。

聽課的過程中，我就跟著動(dòng)手操作了一遍，對(duì) CPU、內(nèi)存池、TPC、HTTP 有了更深的理解，學(xué)到不少?gòu)?fù)雜集群性能的優(yōu)化方法，現(xiàn)在查問題時(shí)還會(huì)去專欄里翻一翻，比之前有底氣多了。

專欄總共 47 講，口碑一直很好，看看大家的評(píng)價(jià)就知道了：

總的來說，專欄分為四大模塊：

基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化：從提升單機(jī)進(jìn)程的性能入手，包括如何高效使用主機(jī) CPU、內(nèi)存、磁盤等硬件，通過并發(fā)編程提升吞吐量，根據(jù)業(yè)務(wù)特性選擇合適的算法。

系統(tǒng)層網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：分布式系統(tǒng)是由各個(gè)組件通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起的，所以優(yōu)化傳輸層網(wǎng)絡(luò)，可以讓所有組件同時(shí)受益。具體操作時(shí)，你可以從降低請(qǐng)求時(shí)延，提升總體吞吐量?jī)蓚€(gè)方向入手。

應(yīng)用層編解碼優(yōu)化：要對(duì)業(yè)務(wù)消息采用更高效的編碼方式，既包括協(xié)議頭、包體的優(yōu)化，也包括 TLS 安全層的性能提升。在具體操作層面，既要深入靜態(tài)編碼，也要從動(dòng)態(tài)的增量編碼上優(yōu)化。另外，還要格外關(guān)注消息的交互方式。

分布式系統(tǒng)優(yōu)化：從集群整體上進(jìn)行架構(gòu)層面的優(yōu)化?；?ACP、AKF、NWR 等分布式理論，優(yōu)化方向仍然是降低時(shí)延和提升吞吐量，但實(shí)現(xiàn)方式則要分而治之，調(diào)度集群中的所有結(jié)節(jié)協(xié)作配合，完成性能優(yōu)化目標(biāo)。

更多具體內(nèi)容，可以看看目錄。

如果你想從架構(gòu)層面優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)，這門課可以拓展你的知識(shí)面，告訴你如何優(yōu)化架構(gòu)，才能讓整體服務(wù)獲得最大性能；如果你剛開始接觸性能優(yōu)化，可以通過課程中的內(nèi)容打牢基礎(chǔ)，了解影響性能的底層因素，在實(shí)踐中優(yōu)化程序，看到立竿見影的效果。

在學(xué)習(xí)過程中，別忘了及時(shí)提問，陶輝老師都會(huì)抽空回復(fù)，有時(shí)候看他回答別人的問題，也能從中學(xué)到不少。

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