谁需要性能调优?

在像高性能计算(HPC)、云服务、高频交易(HFT)、游戏开发和其他对性能要求极高的领域,性能工程无需多加辩解。例如,谷歌曾报告说,搜索慢2%导致每位用户搜索减少2%。3 对于Yahoo!来说,页面加载速度快了400毫秒导致流量增加了5-9%。4 在这个数字游戏中,微小的改进可能产生显著影响。这些例子证明,服务工作得越慢,使用的人就越少。

有一句著名的话:“过早优化是万恶之源”。但相反的情况也经常成立。推迟性能工程工作可能为时已晚,导致的问题可能和过早优化一样恶劣。对于从事性能关键项目的开发人员来说,了解底层硬件工作原理是至关重要的。在这些行业中,如果一个程序在开发过程中没有以硬件为焦点,那就是注定会失败的。软件的性能特性必须与正确性和安全性一样受到重视,从第一天开始。ClickHouse数据库就是一个成功的软件产品,它是围绕一个小而非常高效的核心构建的。

有趣的是,性能工程不仅在上述领域需要。如今,在通用应用程序和服务领域也需要性能工程。我们每天使用的许多工具,如果不能满足其性能要求,就根本不会存在。例如,集成到Microsoft Visual Studio IDE中的Visual C++ IntelliSense2功能具有非常严格的性能约束。为了使IntelliSense自动完成功能正常工作,它们必须在毫秒级别内解析整个源代码库。5 如果源代码编辑器花费几秒钟才能建议自动完成选项,那么没有人会使用它。这样的功能必须非常响应迅速,并在用户输入新代码时提供有效的继续建议。只有通过注重性能并经过深思熟虑的性能工程,才能取得类似应用程序的成功。

有时,快速的工具会在它们最初设计的领域之外找到用途。例如,如今,游戏引擎如Unreal6和Unity7在建筑、3D可视化、电影制作等领域中也得到了应用。由于游戏引擎非常高效,它们是需要2D和3D渲染、物理引擎、碰撞检测、声音、动画等功能的应用程序的自然选择。

"快速的工具不仅允许用户更快地完成任务,还允许用户以全新的方式完成完全新的任务。" - Nelson Elhage在他的博客文章中写道(2020年)1

我希望不用说人们讨厌使用慢软件。应用程序的性能特性可能是用户切换到竞争对手产品的唯一因素。通过强调性能,您可以为您的产品赢得竞争优势。

性能工程是一项重要而有益的工作,但可能非常耗时。事实上,性能优化是一场永无止境的游戏。总会有一些地方需要优化。不可避免地,开发人员会达到边际收益的点,在这一点上,进一步的改进将以非常高的工程成本为代价,并且可能不值得努力。应用程序针对硬件理论极限的性能评估有助于了解优化的潜在空间。知道何时停止优化是性能工作的关键方面。有些组织通过将这些信息集成到代码审查流程中来实现:源代码行用相应的“成本”指标进行注释。使用这些数据,开发人员可以决定是否值得优化代码的特定部分。

在开始性能调优之前,请确保有足够的理由这样做。为了优化而优化是没有价值的,如果它不能为您的产品增加价值。慎重的性能工程始于明确定义的性能目标,说明您试图实现什么以及为什么这样做。此外,您还应该选择用于衡量是否达到目标的指标。您可以在[@SystemsPerformance]和[@Akinshin2019]中阅读有关设置性能目标的更多信息。

尽管如此,实践和掌握性能分析和调优的技能总是很好的。如果您因此原因拿起了这本书,那么非常欢迎您继续阅读。

1. N. Elhage的软件性能反思 - https://blog.nelhage.com/post/reflections-on-performance/
2. Visual C++ IntelliSense - https://docs.microsoft.com/en-us/visualstudio/ide/visual-cpp-intellisense
3. Marissa Mayer的演讲幻灯片 - https://assets.en.oreilly.com/1/event/29/Keynote Presentation 2.pdf
4. Stoyan Stefanov的演讲幻灯片 - https://www.slideshare.net/stoyan/dont-make-me-wait-or-building-highperformance-web-applications
5. 事实上,不可能在毫秒级的时间内解析整个代码库。相反,IntelliSense只重构AST中已更改的部分。请在视频中观看微软团队如何实现这一目标的更多细节: https://channel9.msdn.com/Blogs/Seth-Juarez/Anders-Hejlsberg-on-Modern-Compiler-Construction.
6. Unreal Engine - https://www.unrealengine.com.
7. Unity Engine - https://unity.com/

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