性能优化 Checklist

性能优化清单，让你不遗漏任何角落。

很多人做性能优化，眉毛胡子一把抓，结果优化了半天，效果微乎其微。

这篇文章是一份清单，按模块分类，列出性能优化需要检查的关键点。把它贴在墙上，或者设为 IDE 注释，每次做优化的时候对照检查。

数据库优化 Checklist

数据库往往是系统性能的第一杀手。优化数据库，性价比最高。

SQL 优化

检查项	说明	优先级
[ ] 索引是否建立	查询字段是否有索引	⭐⭐⭐
[ ] 索引是否命中	用 EXPLAIN 检查是否走索引	⭐⭐⭐
[ ] 避免 SELECT *	只查询需要的字段	⭐⭐
[ ] 避免 N+1 查询	批量查询替代循环查询	⭐⭐⭐
[ ] 分页优化	用游标分页替代 OFFSET	⭐⭐
[ ] 避免大事务	拆分长事务，减小锁范围	⭐⭐
[ ] 批量操作	批量 INSERT/UPDATE	⭐⭐

索引优化

sql

-- 检查索引使用情况
EXPLAIN SELECT * FROM orders WHERE user_id = 123;

-- 联合索引检查（最左前缀原则）
-- 如果有 idx(a, b, c)，这些查询能命中：
-- ✓ WHERE a = 1
-- ✓ WHERE a = 1 AND b = 2
-- ✓ WHERE a = 1 AND b = 2 AND c = 3
-- ✗ WHERE b = 2
-- ✗ WHERE c = 3

检查项	说明	优先级
[ ] 联合索引字段顺序	区分度高的字段放前面	⭐⭐⭐
[ ] 索引覆盖	SELECT 字段都在索引中	⭐⭐
[ ] 前缀索引	字符串字段是否需要前缀索引	⭐
[ ] 索引冗余	是否有重复索引	⭐
[ ] 索引失效	LIKE 以 % 开头、函数操作等	⭐⭐⭐

表结构优化

检查项	说明	优先级
[ ] 字段类型	用合适的数据类型，避免浪费	⭐⭐
[ ] 垂直拆分	冷热字段分离	⭐
[ ] 水平拆分	大表按时间/业务拆分	⭐⭐
[ ] 避免 NULL	NOT NULL 字段有默认值	⭐

连接池优化

java

// Druid 连接池配置
DruidDataSource dataSource = new DruidDataSource();
dataSource.setInitialSize(10);           // 初始连接数
dataSource.setMinIdle(10);                // 最小空闲连接
dataSource.setMaxActive(100);             // 最大连接数
dataSource.setMaxWait(60000);            // 获取连接超时
dataSource.setTimeBetweenEvictionRunsMillis(60000); // 清理线程间隔
dataSource.setMinEvictableIdleTimeMillis(300000);   // 最小空闲时间
dataSource.setValidationQuery("SELECT 1"); // 连接验证

检查项	说明	优先级
[ ] 连接数配置	根据并发量合理设置	⭐⭐⭐
[ ] 超时配置	设置合理的获取/归还超时	⭐⭐
[ ] 预检机制	申请连接前检测是否可用	⭐⭐
[ ] 定期清理	配置空闲连接回收	⭐⭐

缓存优化 Checklist

缓存是性能优化的大杀器，用得好能提升几个数量级。但缓存也是双刃剑，用不好会引入数据不一致问题。

缓存策略

检查项	说明	优先级
[ ] 缓存穿透	接口层做校验，布隆过滤器拦截	⭐⭐⭐
[ ] 缓存击穿	互斥锁或逻辑过期	⭐⭐⭐
[ ] 缓存雪崩	多 key 过期时间随机化	⭐⭐
[ ] 缓存一致性	Cache Aside 模式	⭐⭐⭐
[ ] 缓存过期策略	LRU / LFU / TTL	⭐⭐

缓存使用模式

java

public class CacheTemplate {

    private final RedisTemplate redisTemplate;

    /**
     * Cache Aside 模式：读多写少场景
     * 读：缓存命中返回，未命中查 DB 并写入缓存
     * 写：先更新 DB，再删除缓存（不是更新缓存）
     */
    public &lt;T> T query(String key, Supplier&lt;T> dbLoader, Class&lt;T> type, long ttl) {
        // 1. 先查缓存
        T cached = redisTemplate.opsForValue().get(key);
        if (cached != null) {
            return cached;
        }

        // 2. 缓存未命中，查数据库
        T result = dbLoader.get();
        if (result != null) {
            // 3. 写入缓存（设置过期时间，防止雪崩）
            redisTemplate.opsForValue().set(key, result, ttl + ThreadLocalRandom.current().nextLong(10000));
        }

        return result;
    }
}

Redis 优化

检查项	说明	优先级
[ ] 连接池配置	JedisPool / Lettuce 连接池参数	⭐⭐⭐
[ ] 序列化方式	JSON / JDK / ProtoBuf 效率对比	⭐⭐
[ ] 大 key 处理	拆分大 Hash / 大 List	⭐⭐
[ ] 热 key 处理	打散到多个节点，本地缓存兜底	⭐⭐
[ ] Pipeline 使用	批量操作减少网络往返	⭐⭐
[ ] Lua 脚本	保证原子性操作	⭐⭐

java

// 大 key 拆分示例
// 原始：大 Hash 存储用户信息，key 膨胀
// 优化：拆分为多个小 Hash

// 优化前
redisTemplate.opsForHash().putAll("user:10001", userMap); // 一个 hash 存所有字段

// 优化后：按字段分组
redisTemplate.opsForHash().put("user:10001:profile", "name", "张三");
redisTemplate.opsForHash().put("user:10001:profile", "avatar", "url");
redisTemplate.opsForHash().put("user:10001:stats", "followers", "1000");
redisTemplate.opsForHash().put("user:10001:stats", "following", "500");

代码优化 Checklist

集合操作

检查项	说明	优先级
[ ] 集合初始化容量	HashMap/ArrayList 预设容量	⭐⭐
[ ] 遍历方式	fori / forEach / iterator 效率对比	⭐
[ ] 集合类型选择	HashMap vs ConcurrentHashMap	⭐⭐
[ ] 避免在循环中 new 对象	对象池复用	⭐⭐

java

// 集合初始化容量预估
// HashMap: 期望元素数 / 0.75 + 1
Map&lt;String, String> map = new HashMap&lt;>(133); // 预估存 100 个元素

// ArrayList: 预估容量
List&lt;String> list = new ArrayList&lt;>(1000);

// 避免在循环中创建对象
public class ObjectPool {
    private static final ThreadLocal&lt;StringBuilder> BUFFER = ThreadLocal.withInitial(StringBuilder::new);

    public String join(List&lt;String> parts) {
        StringBuilder sb = BUFFER.get();
        sb.setLength(0); // 复用 StringBuilder
        for (String part : parts) {
            if (sb.length() > 0) sb.append(",");
            sb.append(part);
        }
        return sb.toString();
    }
}

字符串操作

检查项	说明	优先级
[ ] String 拼接	循环内用 StringBuilder	⭐⭐
[ ] 字符串判空	用 Apache Commons StringUtils	⭐
[ ] 正则表达式	Pattern 预编译	⭐⭐

java

// Pattern 预编译
public class RegexPatterns {
    // 预编译正则表达式
    private static final Pattern EMAIL_PATTERN = Pattern.compile(
        "^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\\.[a-zA-Z]{2,}$");

    private static final Pattern PHONE_PATTERN = Pattern.compile(
        "^1[3-9]\\d{9}$");

    public static boolean isValidEmail(String email) {
        return EMAIL_PATTERN.matcher(email).matches();
    }
}

并发编程

检查项	说明	优先级
[ ] 锁粒度	减小 synchronized 范围	⭐⭐⭐
[ ] 锁选择	synchronized vs ReentrantLock	⭐⭐
[ ] ThreadLocal 清理	使用完及时 remove	⭐⭐
[ ] 线程池配置	核心线程数、最大线程数、队列选择	⭐⭐⭐
[ ] 避免死锁	统一加锁顺序	⭐⭐⭐

java

// 线程池配置示例
public class ThreadPoolConfig {

    public static ExecutorService createIOIntensivePool() {
        // IO 密集型：线程数 = CPU 核心数 * 2
        int cores = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
        return new ThreadPoolExecutor(
            cores * 2,           // 核心线程数
            cores * 4,           // 最大线程数
            60, TimeUnit.SECONDS, // 空闲线程存活时间
            new LinkedBlockingQueue&lt;>(1000), // 队列容量
            new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("io-pool-%d").build(),
            new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒绝策略：调用者执行
        );
    }

    public static ExecutorService createCPUIntensivePool() {
        // CPU 密集型：线程数 = CPU 核心数 + 1
        int cores = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
        return new ThreadPoolExecutor(
            cores + 1,
            cores + 1,
            0, TimeUnit.MILLISECONDS,
            new LinkedBlockingQueue&lt;>(),
            new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("cpu-pool-%d").build()
        );
    }
}

JVM 优化 Checklist

内存配置

检查项	说明	优先级
[ ] 堆大小配置	-Xms = -Xmx 生产环境建议	⭐⭐⭐
[ ] 新生代/老年代比例	-XX:NewRatio 默认 2	⭐⭐
[ ] Eden/Survivor 比例	-XX:SurvivorRatio 默认 8	⭐⭐
[ ] 大对象直接进入老年代	-XX:PretenureSizeThreshold	⭐⭐

bash

# JVM 内存配置示例
JAVA_OPTS="-Xms4g -Xmx4g \
  -XX:NewRatio=2 \
  -XX:SurvivorRatio=8 \
  -XX:MaxTenuringThreshold=15 \
  -XX:PretenureSizeThreshold=2m \
  -XX:+UseG1GC"

GC 配置

检查项	说明	优先级
[ ] GC 日志	-Xlog:gc 开启日志	⭐⭐
[ ] GC 频率监控	FGC 过于频繁需要优化	⭐⭐⭐
[ ] GC 时间监控	Major GC 时间过长需要优化	⭐⭐⭐
[ ] GC 选择	G1 / ZGC / Shenandoah	⭐⭐

常用 JVM 诊断命令

bash

# 查看 JVM 内存使用
jmap -heap &lt;pid>

# 查看对象分布
jmap -histo &lt;pid> | head -30

# 生成堆 dump（内存溢出时）
jmap -dump:format=b,file=heap.hprof &lt;pid>

# 查看 GC 情况
jstat -gcutil &lt;pid> 1000

# JVM 参数检查
jinfo -flags &lt;pid>

网络优化 Checklist

检查项	说明	优先级
[ ] HTTP 连接池	RestTemplate / OkHttp 连接池配置	⭐⭐
[ ] 连接超时	设置合理的超时时间	⭐⭐
[ ] DNS 缓存	应用层 DNS 缓存	⭐
[ ] 长连接	HTTP/2、WebSocket 等	⭐⭐
[ ] 连接复用	HTTP Keep-Alive	⭐⭐

java

// OkHttp 连接池配置
public class OkHttpClientFactory {

    public static OkHttpClient create() {
        // 连接池：最大空闲连接数 5，存活时间 5 分钟
        ConnectionPool pool = new ConnectionPool(
            5,              // 最大空闲连接数
            5, TimeUnit.MINUTES, // 空闲连接存活时间
            true
        );

        return new OkHttpClient.Builder()
            .connectTimeout(10, TimeUnit.SECONDS)    // 连接超时
            .readTimeout(30, TimeUnit.SECONDS)        // 读取超时
            .writeTimeout(30, TimeUnit.SECONDS)       // 写入超时
            .connectionPool(pool)                     // 连接池
            .retryOnConnectionFailure(true)          // 失败重试
            .build();
    }
}

日志优化 Checklist

检查项	说明	优先级
[ ] 日志级别	生产环境 INFO/WARN	⭐⭐
[ ] 异步日志	Log4j2 AsyncLogger	⭐⭐
[ ] 日志格式	避免字符串拼接	⭐
[ ] 敏感信息	日志脱敏	⭐⭐⭐
[ ] 日志滚动	按大小/时间滚动	⭐⭐

java

// SLF4J 参数化日志（避免字符串拼接）
private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(Service.class);

// 低效写法：字符串拼接
log.debug("用户 " + userId + " 登录成功");

// 高效写法：参数化日志（未达 DEBUG 级别时不拼接）
log.debug("用户 {} 登录成功", userId);

总结

性能优化不是一蹴而就的，是一个持续迭代的过程。

这份 checklist 不是一次性检查完，而是：

优化前：对照检查，制定优化计划
优化后：验证效果，确保真的优化了
日常巡检：定期检查，防止性能退化

记住：测量驱动优化，不要凭直觉优化。

思考题

对照这份 checklist，你最近做的项目，有多少项是「未检查」的？这些未检查项中，哪些最可能成为性能瓶颈？
假设你只能优化 3 个点，你会选哪 3 个？为什么？
性能优化完成后，如何防止代码演进过程中性能退化？有没有机制可以自动检测？

性能优化 Checklist ​

数据库优化 Checklist ​

SQL 优化 ​

索引优化 ​

表结构优化 ​

连接池优化 ​

缓存优化 Checklist ​

缓存策略 ​

缓存使用模式 ​

Redis 优化 ​

代码优化 Checklist ​

集合操作 ​

字符串操作 ​

并发编程 ​

JVM 优化 Checklist ​

内存配置 ​

GC 配置 ​

常用 JVM 诊断命令 ​

网络优化 Checklist ​

日志优化 Checklist ​

总结 ​

思考题 ​

性能优化 Checklist

数据库优化 Checklist

SQL 优化

索引优化

表结构优化

连接池优化

缓存优化 Checklist

缓存策略

缓存使用模式

Redis 优化

代码优化 Checklist

集合操作

字符串操作

并发编程

JVM 优化 Checklist

内存配置

GC 配置

常用 JVM 诊断命令

网络优化 Checklist

日志优化 Checklist

总结

思考题