[IBS] Java Advanced II. Высокопроизводительная Java (Павел Козлов)

Dr.Vatson · 16 май 2024

Курс посвящен повышению производительности Java-приложений. В курсе рассматриваются различные подходы к профилированию, поиску узких мест, тюнингу виртуальной машины, настройки флагов JVM, библиотеки сериализации и кэширования, хранение данных вне кучи, бенчмаркинг, мониторинг и настройка памяти, и другие темы.

Цели

Познакомить слушателей с современными подходами к повышению производительности Java приложений.

Целевая аудитория

Разработчики Java

Архитекторы Java

Предварительная подготовка

Уверенное владение Java

Модуль 1. Обзор тюнинга производительности (теория - 3 ч. + практика - 3 ч.)

Общие практики;

Стратегии тюнинга производительности;

Метрики производительности;

Как повысить производительность?

Инструменты для измерения производительности;

JMeter;

Нагрузочное тестирование с помощью JMeter;

Как повысить производительность с помощью архитектуры?

Повышение производительности с помощью архитектуры: потоки, очереди, микросервисы, облака;

Лучшие практики для улучшения производительности кода.

Модуль 2. Алгоритмы GC (теория - 6 ч.)

Использование памяти Java-объектами;

Общие подходы и алгоритмы сборщиков мусора;

Сборщик мусора Serial GC;

Сборщик мусора Parallel GC;

Сборщик мусора CMS;

Сборщик мусора G1;

Сборщик мусора Shenandoah;

Тюнинг сборщиков мусора;

Инструменты сбора и анализа метрик о сборке мусора;

Выбор оптимального сборщика мусора.

Модуль 3. JIT-компилятор HotSpot (практика - 3 ч. + теория - 2 ч.)

JIT компиляция;

Java байт-код;

Многослойная компиляция;

Кэш кода и его тюнинг;

Оптимизация кода;

Деоптимизация кода и когда она происходит;

Инструмент JITWatch для анализа результатов компиляции;

Виды оптимизаций;

Спекулятивные оптимизации;

Настройка компилятора;

AOT компиляция;

GraalVM.

Модуль 4. Флаги JVM (теория - 3 ч.)

Назначение и категории флагов JVM;

Общие флаги;

Флаги, связанные со строками;

Флаги управления памятью;

Safepoints и флаги, связанные с ними;

TLAB и флаги, связанные с ними;

План тюнинга JVM.

Модуль 5. Тестирование производительности алгоритмов (benchmarking) с помощью JMH (практика - 2 ч.)

Что такое benchmarking;

Знакомство с JMH;

API JMH;

Нетривиальные примеры;

Применение JMH на практике.

Домашняя работа (2 ч).

Модуль 6. Использование памяти вне кучи (off-heap memory) и эффективные структуры данных (теория - 2 ч. + практика 2 ч.)

Что такое sun.misc.Unsafe;

Методы Unsafe;

Производительность нативной памяти;

Создание структур данных в нативной памяти;

Оценка производительности нативной памяти и сравнение с памятью в куче;

Примитивные коллекции;

Денормализация данных;

Перспективный Foreign Memory Access API.

Модуль 7. Сериализация и сетевая структура (теория - 3 ч.)

Сериализаторы JSON (GSON, Jackson);

Двоичные сериализаторы (Protobuf, Jackson Smile, Kryo, FST, One NIO);

Сравнение производительности различных сериализаторов;

Производительность сети при подключении через различные протоколы: HTTP/REST, TCP, Async TCP, RSocket, Netty server/client.

Модуль 8. Профилирование Java (теория - 3 ч. + практика - 2 ч.)

Когда и как делать профилирование?

Сэмплирующие и инструментирующие профайлеры;

Использование Java VisualVM для профилирования;

Профилирование с помощью Spring AOP;

Профилирование с помощью IDEA и async profiler;

Java Flight Recorder;

Анализ логов Java Flight Recorder с помощью Mission Conrol;

Создание и логгирование кастомных событий JFR ;

Использование Java агентов для внедрения в код и записи любых событий в Java Flight Recorder;

Написание программ для автоматического анализа логов JFR;

Сбор и анализ SQL запросов с помощью JFR;

Сбор и анализ REST запросов с помощью JFR;

Средства управления производительностью приложений;

Использование Glowroot для профилирования и анализа SQL-запросов и REST-запросов.

Модуль 9. Мониторинг и анализ данных кучи. Утечки памяти (теория - 3 ч.)

Инструменты для анализа динамической памяти;

Признаки утечек памяти;

Основные причины утечек памяти;

Поиск и обнаружение утечек памяти;

Слабые и фантомные ссылки;

Инструменты IDEA для анализа дампов кучи;

Асинхронный профайлер для анализа потребления памяти;

Использование числа генераций профайлера VisualVM для обнаружения утечек памяти;

Использование MissionControl/JFR для автоматического анализа утечек памяти;

Анализатор памяти Eclipse – анализ знаменателей и кучи.

Модуль 10. Кэширование в приложениях Java (теория - 3 ч.)

Шаблоны кеширования;

Кеширование HTTP запросов;

Конфигурация библиотек кеширования;

Популярные библиотеки кэширования: EhCache, Caffeine;

Кеширование сервисного уровня;

Кеширование Spring сервисов;

Буферизация ввода/вывода;

Кэш процессора и непрерывная область памяти;

Кэширование JPA/Hibernate;

Приложения, использующие кэши разных уровней.

Скрытый текст. Доступен только зарегистрированным пользователям.Нажмите, чтобы раскрыть...