Wydajność Javy

Na rynku znajduje się już kolejne wydanie języka Java, oznaczone numerem 7. Oto najlepszy dowód, że język ten ma się dobrze i wciąż jest na topie. Oczywiście potwierdza to fakt, że programiści Javy to jedna z najbardziej rozchwytywanych grup na rynku pracy. Dlatego warto zainwestować w naukę tego języka. Do Javy przylgnęła krzywdząca opinia, że jest powolna i mało wydajna, ale to mit! W dzisiejszych czasach język ten ani na krok nie ustępuje innym, a jeżeli zastosujesz się do wskazówek zawartych w tej wyjątkowej książce, może je nawet prześcignąć!

Na początku lektury dowiesz się, jak wiarygodnie monitorować obciążenie systemu operacyjnego - zużycie pamięci, obciążenie procesora oraz sieci. Następnie przejdziesz do tego, na co czekasz najbardziej: do dostrajania Twojej aplikacji oraz wirtualnej maszyny Java. Poznasz szczegółowo zasady działania mechanizmów odzyskujących pamięć oraz dostępne przełączniki, które potrafią w znaczący sposób wpłynąć na wydajność środowiska. Ponadto zgłębisz tematykę wydajności aplikacji internetowych oraz technologii EJB i JPA. Jest to długo oczekiwana na polskim rynku pozycja, poświęcona zagadnieniom niezwykle istotnym z punktu widzenia programisty. To Twoja obowiązkowa lektura na najbliższe dni!

Przekonaj się, jak szybka może być Java dzięki:

• wykorzystaniu właściwych przełączników
• zastosowaniu narzędzi do profilowania
• wyborowi właściwej wersji 32- lub 64-bitowej
• optymalizacji wykorzystania sieci i pamięci

Wyciśnij siódme poty z wirtualnej maszyny Java.

Spis treści:

1. Strategie, podejścia i metodologie (25)

• Zasadnicze czynniki (26)
• Dwa podejścia: z góry do dołu oraz z dołu do góry (29)
  • Metoda z góry do dołu (29)
  • Metoda z dołu do góry (30)
• Wybór odpowiedniej platformy i ocena systemu (31)
  • Wybór właściwej architektury procesora (32)
  • Ocena wydajności systemu (33)
• Bibliografia (34)

2. Monitorowanie wydajności systemu operacyjnego (35)

• Definicje (36)
• Wykorzystanie CPU (36)
  • Monitorowanie wykorzystania CPU w systemach Windows (37)
  • Monitorowanie wykorzystania CPU w systemach Windows za pomocą komendy typeperf (40)
  • Monitorowanie wykorzystania CPU w systemach Linux (41)
  • Monitorowanie wykorzystania CPU w systemach Solaris (42)
  • Monitorowanie wykorzystania CPU w systemach Linux i Solaris za pomocą narzędzi wiersza poleceń (45)
• Kolejka uruchamiania planisty krótkoterminowego (48)
  • Monitorowanie kolejki uruchamiania planisty krótkoterminowego w systemach Windows (49)
  • Monitorowanie kolejki uruchamiania planisty krótkoterminowego w systemach Solaris (50)
  • Monitorowanie kolejki uruchamiania planisty krótkoterminowego w systemach Linux (51)
• Wykorzystanie pamięci (51)
  • Monitorowanie wykorzystania pamięci w systemach Windows (52)
  • Monitorowanie wykorzystania pamięci w systemach Solaris (53)
  • Monitorowanie wykorzystania pamięci w systemach Linux (54)
  • Monitorowanie rywalizacji o blokady w systemach Solaris (55)
  • Monitorowanie rywalizacji o blokady w systemach Linux (57)
  • Monitorowanie rywalizacji o blokady w systemach Windows (57)
  • Izolowanie gorących blokad (58)
  • Monitorowanie mimowolnego przełączania kontekstu (58)
  • Monitorowanie migracji wątków (59)
• Wykorzystanie we/wy sieci (59)
  • Monitorowanie wykorzystania we/wy sieci w systemach Solaris (60)
  • Monitorowanie wykorzystania we/wy sieci w systemach Linux (61)
  • Monitorowanie wykorzystania we/wy sieci w systemach Windows (61)
  • Względy dotyczące poprawy wydajności aplikacji (62)
• Wykorzystanie we/wy dysku (63)
• Dodatkowe narzędzia wiersza poleceń (65)
• Monitorowanie wykorzystania CPU w systemach z procesorami SPARC T (66)
• Bibliografia (69)

3. Przegląd JVM (71)

• Wysokopoziomowa architektura HotSpot VM (72)
• HotSpot VM Runtime (73)
  • Opcje wiersza poleceń (74)
  • Cykl życia maszyny wirtualnej (75)
  • Ładowanie klas maszyny wirtualnej (78)
  • Weryfikacja kodu bajtowego (80)
  • Udostępnianie danych klas (81)
  • Interpreter (82)
  • Obsługa wyjątków (84)
  • Synchronizacja (84)
  • Zarządzanie wątkami (85)
  • Zarządzanie stertą C++ (89)
  • Java Native Interface (90)
  • Obsługa błędów krytycznych VM (91)
• Mechanizmy odzyskiwania pamięci HotSpot VM (93)
  • Pokoleniowy mechanizm odzyskiwania pamięci (93)
  • Młode pokolenie (95)
  • Szybka alokacja (97)
  • Mechanizmy odzyskiwania pamięci, czyli osiołkowi w żłoby dano (97)
  • Szeregowy mechanizm odzyskiwania pamięci (98)
  • Równoległy mechanizm odzyskiwania pamięci: przepustowość ma znaczenie! (99)
  • Przeważnie-równoczesny mechanizm odzyskiwania pamięci: opóźnienie ma znaczenie! (99)
  • Mechanizm odzyskiwania pamięci najpierw-kosz: następca CMS (102)
  • Porównanie (102)
  • Generowanie pracy mechanizmu odzyskiwania pamięci (103)
  • Perspektywa historyczna (103)
• Kompilatory JIT HotSpot VM (104)
  • Analiza hierarchii klas (105)
  • Polityka kompilacji (106)
  • Deoptymalizacja (107)
  • Kompilator JIT dla aplikacji klienckich (108)
  • Kompilator JIT dla aplikacji serwerowych (108)
  • SSA - wykres programowo zależny (108)
  • Nadchodzące poprawki (110)
• Regulacja adaptacyjna HotSpot VM (111)
  • Wartości domyślne dla Java 1.4.2 (111)
  • Ergonomiczne wartości domyślne dla 5. wersji Javy (111)
  • Zaktualizowane domyślne wartości ergonomiczne dla Java 6 Update 18 (113)
  • Adaptacyjne ustalanie rozmiaru sterty Java (115)
  • Nie tylko ergonomia (115)
• Bibliografia (116)

4. Monitorowanie wydajności maszyny wirtualnej Javy (117)

• Definicje (118)
• Odzyskiwanie pamięci (118)
  • Dane istotne dla procesu odzyskiwania pamięci (119)
  • Raportowanie danych procesu odzyskiwania pamięci (119)
  • Analiza offline danych z procesów odzyskiwania pamięci (129)
  • Narzędzia graficzne (132)
• Kompilator JIT (150)
• Ładowanie klas (151)
• Monitorowanie aplikacji Java (153)
  • Szybkie monitorowanie rywalizacji o blokady (154)
• Bibliografia (156)

5. Profilowanie aplikacji Java (157)

• Terminologia (159)
  • Terminy związane z profilowaniem (159)
  • Pojęcia związane z programem Oracle Solaris Studio Performance Analyzer (159)
  • Pojęcia związane z programem NetBeans Profiler (160)
• Oracle Solaris Studio Performance Analyzer (161)
  • Obsługiwane platformy (161)
  • Pobieranie i instalacja programu Oracle Solaris Studio Performance Analyzer (162)
  • Przechwytywanie profilu Oracle Solaris Studio Performance Analyzer (163)
  • Przeglądanie zebranej próby (166)
  • Prezentacja danych (174)
  • Filtrowanie danych profilu (177)
  • Narzędzie wiersza poleceń er_print (178)
• Program NetBeans Profiler (185)
  • Obsługiwane platformy (186)
  • Pobieranie i instalacja NetBeans Profiler (186)
  • Rozpoczynanie sesji profilowania metod (186)
  • Controls, czyli przyciski sterujące (193)
  • Status (193)
  • Profiling Results, czyli rezultaty profilowania (193)
  • Saved Snapshots, czyli zapisane zrzuty ekranu (193)
  • View, czyli podgląd (194)
  • Basic Telemetry, czyli podstawowa telemetria (194)
  • Przeglądanie aktualnych rezultatów (195)
  • Wykonywanie zrzutu ekranu rezultatów (195)
  • Rozpoczynanie sesji profilowania pamięci (196)
  • Przeglądanie bieżących rezultatów (198)
  • Wykonywanie zrzutu ekranu rezultatów (200)
  • Izolowanie wycieków pamięci (201)
  • Analiza zrzutów sterty (201)
• Bibliografia (202)

6. Profilowanie aplikacji Java - porady i sztuczki (203)

• Potencjalne obszary poprawy wydajności (203)
• Wykorzystanie CPU przez jądro lub system (204)
• Rywalizacja o blokady (212)
• Użycie słowa kluczowego volatile (221)
• Zmiana rozmiaru struktur danych (222)
  • Zmiana rozmiaru klas StringBuilder lub StringBuffer (223)
  • Zmiana rozmiaru klas Java Collections (226)
• Zwiększanie współczynnika równoległości (230)
• Wysokie wykorzystanie CPU (232)
• Inne użyteczne wskazówki dotyczące programu Performance Analyzer (233)
• Bibliografia (235)

7. Regulacja JVM krok po kroku (237)

• Metodologia (238)
  • Założenia (240)
  • Wymagania dotyczące infrastruktury testowania (240)
• Wymagania systemowe aplikacji (241)
  • Dostępność (241)
  • Zarządzalność (241)
  • Przepustowość (241)
  • Opóźnienie i czas reakcji (242)
  • Zużycie pamięci (242)
  • Czas uruchamiania (242)
• Ranking wymagań systemowych (242)
• Wybór modelu wdrożenia JVM (243)
  • Model wdrożenia pojedynczej instancji JVM (243)
  • Model wdrożenia wielu instancji JVM (243)
  • Wskazówki ogólne (244)
• Wybór środowiska uruchomieniowego JVM (244)
  • Środowisko uruchomieniowe typu klienckiego czy serwerowego (244)
  • 32-bitowa czy 64-bitowa maszyna wirtualna Javy (245)
  • Mechanizmy odzyskiwania pamięci (246)
• Podstawy regulowania mechanizmu odzyskiwania pamięci (246)
  • Atrybuty wydajności (246)
  • Podstawowe zasady (247)
  • Opcje wiersza poleceń oraz rejestrowanie zdarzeń dla mechanizmu odzyskiwania pamięci (247)
• Określanie zużycia pamięci (251)
  • Ograniczenia (251)
  • Układ sterty HotSpot VM (252)
  • Punkt początkowy rozmiaru sterty (254)
  • Obliczanie rozmiaru żywych danych (256)
  • Konfiguracja początkowego rozmiaru sterty (257)
  • Dodatkowe uwagi (259)
• Regulowanie opóźnienia/czasu reakcji (259)
  • Przesłanki (260)
  • Precyzyjna regulacja rozmiaru przestrzeni młodego pokolenia (261)
  • Precyzyjna regulacja rozmiaru przestrzeni starego pokolenia (264)
  • Precyzyjna regulacja opóźnień dla równoczesnego mechanizmu odzyskiwania pamięci (267)
  • Objaśnienie przestrzeni ocalałych (269)
  • Objaśnienie progu zatrudnienia (271)
  • Monitorowanie progu zatrudnienia (272)
  • Ustalanie rozmiaru przestrzeni ocalałych (274)
  • Bezpośrednio wywoływane procesy odzyskiwania pamięci (280)
  • Równoczesne odzyskiwanie pamięci dla stałego pokolenia (281)
  • Regulacja czasu przestojów CMS (282)
  • Kolejne czynności (283)
• Regulowanie przepustowości aplikacji (283)
  • Regulacja przepustowości dla CMS (284)
  • Regulacja przepustowościowego mechanizmu odzyskiwania pamięci (285)
  • Regulacja rozmiaru przestrzeni ocalałych (287)
  • Regulacja liczby wątków przepustowościowego mechanizmu odzyskiwania pamięci (290)
  • Wdrożenie na systemach NUMA (291)
  • Kolejne czynności (291)
• Przypadki skrajne (291)
• Dodatkowe opcje wiersza poleceń do regulowania wydajności (292)
  • Najnowsze i największe optymalizacje (292)
  • Analiza ucieczki (292)
  • Blokada przeciągana (293)
  • Duże strony pamięci (294)
• Bibliografia (296)

8. Testy porównawcze aplikacji Java (297)

• Wyzwania dotyczące benchmarków (298)
  • Rozgrzewka (298)
  • Odzyskiwanie pamięci (300)
  • Zastosowanie metod Time interfejsów Java API (301)
  • Usuwanie martwego kodu w wyniku optymalizacji (302)
  • Wplatanie (307)
  • Deoptymalizacja (311)
  • Porady dotyczące przygotowywania mikrobenchmarków (315)
• Projektowanie eksperymentów (317)
• Zastosowanie metod statystycznych (318)
  • Obliczanie średniej (318)
  • Obliczanie odchylenia standardowego (319)
  • Określanie przedziału ufności (319)
  • Zastosowanie testów hipotezy (321)
  • Porady dotyczące stosowania metod statystycznych (323)
• Literatura (324)
• Bibliografia (324)

9. Testy porównawcze aplikacji wielowarstwowych (325)

• Wyzwania dotyczące benchmarków (326)
• Rozważania na temat benchmarków typu enterprise (328)
  • Definiowanie systemu testowego (SUT) (328)
  • Przygotowywanie mikrobenchmarków (329)
  • Definiowanie modelu interakcji z użytkownikiem (329)
  • Definiowanie metryk wydajności (333)
  • Skalowanie benchmarku (337)
  • Weryfikacja za pomocą prawa Little'a (338)
  • Czas na zastanowienie (340)
  • Analiza skalowalności (343)
  • Przeprowadzanie benchmarku (343)
• Monitorowanie serwera aplikacji (347)
  • Monitorowanie za pomocą serwera aplikacji GlassFish (347)
  • Monitorowanie podsystemów (352)
  • Wydajność systemów zewnętrznych (356)
  • We/wy dysku (359)
  • Monitorowanie i regulacja pul zasobów (361)
• Profilowanie aplikacji enterprise (362)
• Bibliografia (363)

10. Wydajność aplikacji internetowych (365)

• Testy porównawcze aplikacji internetowych (366)
• Komponenty kontenera webowego (367)
  • Konektor HTTP (368)
  • Silnik serwletu (369)
• Monitorowanie i regulowanie wydajności kontenera webowego (369)
  • Tryb deweloperski i tryb produkcyjny kontenera (370)
  • Menedżer bezpieczeństwa (371)
  • Regulacje JVM (371)
  • HTTP service i kontener webowy (373)
  • Nasłuchiwacz HTTP (373)
• Najlepsze praktyki (386)
  • Najlepsze praktyki dla serwletów i stron JSP (386)
  • Buforowanie pamięci podręcznej zawartości (395)
  • Trwałość sesji (400)
  • Buforowanie plików serwera HTTP (401)
• Bibliografia (405)

11. Wydajność usług internetowych (407)

• Wydajność XML (408)
  • Cykl przetwarzania XML (408)
  • Parsowanie/unmarshalling (409)
  • Dostęp (412)
  • Modyfikacja (412)
  • Serializacja/marshalling (413)
• Weryfikacja (413)
• Rozwiązywanie encji zewnętrznych (415)
• Częściowe przetwarzanie dokumentów XML (417)
• Wybór odpowiedniego interfejsu API (420)
• Stos modelowej implementacji JAX-WS (423)
• Testy porównawcze usług internetowych (425)
• Czynniki, które wpływają na wydajność usługi internetowej (428)
  • Wpływ rozmiaru wiadomości (428)
  • Charakterystyki wydajności różnych typów schematów (430)
  • Implementacja punktu końcowego (433)
  • Wydajność programu obsługi (434)
• Najlepsze praktyki dotyczące wydajności (436)
  • Przetwarzanie binarnego bloku danych (436)
  • Praca z dokumentami XML (441)
  • Wykorzystanie MTOM do wysyłania dokumentów XML w postaci załączników (441)
  • Korzystanie z interfejsu provider (444)
  • Fast Infoset (446)
  • Kompresja HTTP (448)
  • Wydajność klienta usługi internetowej (449)
• Bibliografia (450)

12. Wydajność Java Persistence oraz Enterprise Java Beans (451)

• Model programowania EJB (452)
• Interfejs Java Persistence API i jego implementacja modelowa (453)
  • Pamięć podręczna drugiego poziomu (453)
• Monitorowanie i regulacja kontenera EJB (456)
  • Pula wątków (457)
  • Pule beanów i pamięci podręczne beanów (459)
  • Pamięć podręczna sesji EclipseLink (464)
• Poziom izolacji transakcji (465)
• Najlepsze praktyki stosowane w Enterprise Java Beans (466)
  • Benchmark do testów porównawczych EJB wykorzystany w przykładach (466)
  • EJB 2.1 (466)
  • EJB 3.0 (478)
• Najlepsze praktyki stosowane w Java Persistence (481)
  • Zapytania języka zapytań JPA (482)
  • Pamięć podręczna wyników zapytań (484)
  • FetchType (485)
  • Tworzenie puli połączeń (486)
  • Aktualizacje zbiorcze (488)
  • Wybierz właściwą strategię blokowania bazy danych (489)
  • Odczyty bez transakcji (490)
  • Dziedziczenie (490)
• Bibliografia (490)

A. Wybrane opcje wiersza poleceń HotSpot VM (493)