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2018年5月发布的Optimizing Java是Java行业专家Ben Evans ， James Gough和Chris Newland编写的Java编程语言中的性能调优的全面深入研究。

这本书开创了先河，作者在第一章中全面定义了Java优化和性能。 他们解释了为什么在大多数应用程序的整个生命周期中都可能错误地应用了Java性能调整。 重要的是要注意：

Java代码的执行速度是高度动态的，并且从根本上取决于底层的Java虚拟机。 即使不重新编译Java源代码，旧的Java代码也可以在较新的JVM上更快地执行。

本书定义和使用了许多性能指标：

• 吞吐量-系统或子系统可以执行的工作速率。
• 延迟-处理单个交易并观察结果所需的时间。
• 容量-工作单位的数量，例如可以在系统中同时运行的事务。 这与吞吐量有关。
• 利用率-CPU应该忙于工作而不是闲置。
• 效率-计算为吞吐量除以利用率。
• 可伸缩性-衡量添加资源后吞吐量变化的方法。
• 降级-观察到的延迟和/或吞吐量的变化，它是系统负载增加的函数。

这些年来，许多性能调整反模式困扰着开发人员。 这些可能是由于无聊，重新开始填充，缺乏理解或试图为不存在的问题找到解决方案而引起的。 作者定义了其中一些反模式，并揭穿了与之相关的神话。

有很多实用的启发式方法和代码级技术，但是作者警告说，如果应用不当，可能弊大于利。 鼓励读者在尝试任何代码或应用调用垃圾回收器和JVM参数的高级命令行参数之前充分了解性能调整的概念。 也有很多代码示例演示了这些概念。

相关的性能调优主题包括如何在JVM上执行代码，垃圾回收，硬件和操作系统，基准测试和统计信息以及性能分析。 作者以关于Java 9及更高版本的章节作为本书的结尾。

埃文斯和纽兰（Newland）采访了InfoQ，以了解他们在撰写本书时的经验，学习和障碍。

InfoQ：是什么促使您共同撰写这本书的？

本·埃文斯（Ben Evans） ：我有初衷，我知道我想和合著者一起写。 詹姆斯和我是老朋友，他曾经帮助过“坚果中的Java”，所以我知道我们可以一起写得很好，所以他是一个自然的选择。

当我们感到我们想更深入地研究JIT编译并涵盖该领域的一些工具时，这本书正在开发中。 我以前曾与Chris一起工作过，他的JITWatch工具给我留下了深刻的印象，因此我们请他在项目结束时加入我们。

克里斯·纽兰（Chris Newland） ：在过去的五年中，我从事了一个名为JITWatch的开源项目，该项目可帮助Java开发人员了解JVM在运行时做出的编译决定。 我已经提供了一些有关JVM的JIT编译器的演示，但是认为如果有一本书可以解释Java技术的工作原理，这对Java开发人员将非常有用。

InfoQ：在撰写本书时，您是否有特定的目标读者？

Evans ：中级到高级Java开发人员，他们希望使用合理的方法而不是凭空猜测来做好性能分析。 次要读者包括那些希望通过字节码，垃圾回收和JIT编译更深入地研究JVM并了解其真正工作原理的开发人员。

纽兰德 ：我认为我们试图使所有层次的开发人员都可以阅读这本书，并且有很多示例来说明我们提出的观点。 本书的某些部分面向中级到高级开发人员，他们希望深入了解JVM性能。

InfoQ：尽管本书中Java性能的各个方面都很重要，但对于读者而言，是否有一个最重要的主题可以使它充分理解？

埃文斯（Evans） ：没有魔法或“技巧”。 性能与软件开发不同-性能是它自己的一套技能，最好将其视为独立的学科。

该学科是数据驱动的-它涉及可观察数据的收集和解释。 收集，分析和理解数据存在困难，整个应用程序的行为与少量玩具代码或微小基准的行为完全不同。

或者，正如我们的朋友柯克·佩珀丁（Kirk Pepperdine）总是喜欢说：“量度，不要猜测。”

纽兰德 ：我认为书中最重要的想法是程序要做的每件事都要付出代价，无论是分配新对象，调用方法还是执行算法。 为了提高程序性能，您必须首先了解如何可靠地对其进行度量，然后才能开始尝试使用不同的性能改进技术。

InfoQ：新的Java SE发布周期将对Java性能（如果有的话）产生任何影响，特别是在新功能（例如Java 10中引入的新的var保留类型）和垃圾收集方面的改进方面？

埃文斯（Evans） ：这本书试图教的一件事是了解哪些功能可能会影响性能。 诸如Java的泛型或新的var保留类型名称之类的东西纯属编译时语言功能-它们仅在javac处理您的代码时才真正存在。 结果，它们根本没有运行时影响！

另一方面，垃圾回收会影响每个Java程序。 这是一个非常深入和复杂的主题，并且经常被程序员误解。 例如，我经常看到它（在某些在线论坛上）断言“与手动内存管理或引用计数相比，垃圾回收非常浪费”-通常没有任何证据，并且几乎总是没有任何琐碎的基准可以吸引特定的边缘情况。

实际上，现代GC算法是非常高效且非常出色的软件。 它们也非常通用-因为它们必须在整个Java工作负载范围内保持有效。 这种限制意味着GC算法要经过充分的战斗测试和真正的生产质量可能需要很长时间。

在Java世界中，非常重视向后兼容性和缺乏回归（包括性能回归）的问题。 例如，在Parallel收集器（这是Java 9之前的默认设置）中，JVM在分配新内存时几乎不做任何工作。 由于这项工作有助于观察到应用程序线程的运行时，因此可以使程序尽快执行。 权衡取舍（总会有权衡取舍）是收集器在世界停止（STW）暂停期间需要完成的更多工作。

现在，在Java 9中，默认收集器变为G1。 该收集器需要在分配时做更多的工作，因此仅由于收集算法的更改，观察到的应用程序代码的运行时间就会增加。

对于大多数应用程序而言，此分配所需的时间增加非常小，实际上足够小，以至于应用程序所有者不会注意到。 但是，某些应用程序由于其活动对象图的大小和拓扑而受到严重影响。

G1的最新版本无疑帮助减少了受到负面影响的应用程序数量，但是我仍然在从Parallel迁移到G1的过程中并不容易。 这样的事情意味着垃圾收集仍然是一个需要考虑性能的领域。

因此，GC的新进展-G1的不断成熟以及ZGC和Shenandoah等新收藏家已开始引起开发人员的注意-对于关心其性能的人们来说，这无疑再次成为一个活生生的话题。应用程序。

纽兰（Newland） ：新的发行节奏允许使用更多增量方法来提高性能。 我们没有等待2年以上的时间来获取主要的新功能，而是看到了更多的实验性收集器（例如ZGC和Epsilon）以及对核心库（例如String和Collection性能）的不断改进。

InfoQ：如果有必要，是否有计划更新本书？

埃文斯（Evans） ：我认为随着时间的推移，假设奥雷利（O'Reilly）的人们想出版第二版，肯定会有第二版的出版范围！ 我认为将推动新版本发展的主要领域是：

首先，新的GC选择进入了主流-我们已经在上面讨论过了。

其次，关于新编译技术的全部故事-我认为Graal JIT编译器比许多开发人员现在意识到的要大得多。 将私有链接（即jlink自定义运行时图像）以及Java的提前（AOT）编译带来的工作量巨大，特别是对于那些希望通过架构更改来进行微服务和云计算的人（包括在应用启动时）。 Java编译技术的那些变化将不可避免地对性能产生重大影响。

第三，Java Java语言架构师Brian Goetz的目标是“使JVM内存布局行为与现代硬件的成本模型保持一致”。 这是Valhalla项目的所有工作（包括值类型），也是研究矢量化和基于GPU的计算的人们。 这个领域-不仅是值类型，还包括许多其他难题-将对我们构建Java / JVM应用程序的方式以及它们的性能产生重大影响。

Newland ：我认为Graal是一种非常令人兴奋的新JVM技术，随着它的采用，它在本书中进行介绍会很有用。

InfoQ：您目前的职责是什么，即您日常工作是什么？

Evans ：我是jClarity的董事，这是我几年前与Kirk Pepperdine和Martijn Verburg共同创立的Java性能公司。 当我不忙在那里时，我也有自己的私人咨询，研究和教学实践。 该业务的目的是帮助客户解决其性能和体系结构问题，并帮助发展其开发团队。 我总是很高兴听到我可能会帮助的人-ben@kathik.co.uk。

我花了一些时间来帮助一家名为“ 全球规范”的慈善机构，该机构为西非的年轻软件工程师和企业家开设暑期班，为这些学校编写代码 。 我还做一些临时/咨询CTO工作，以及大量的口语和写作，当然包括在InfoQ上运行Java / JVM内容跟踪。

Newland ：我研究市场数据，使用Java和JVM实时处理股市信息。 我编写的程序往往只包含少数对性能至关重要的区域，因此对JVM的理解至关重要。

翻译自: https://www.infoq.com/articles/book-review-optimizing-java/?topicPageSponsorship=c1246725-b0a7-43a6-9ef9-68102c8d48e1

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