使用Lightrun对Java应用程序进行性能调整

简介: 简介在这篇文章中,我将向你展示使用Lightrun分析一个Java应用程序,这样你就可以发现各种性能调整的改进,你可以应用到你当前的Java应用程序。在上一篇文章中,我解释了什么是Lightrun,以及你如何使用它来注入动态日志、捕获运行时快照或添加动态指标。在这篇文章中,我将使用Lightrun作为我的JPA关联获取验证器的替代品。

简介

在这篇文章中,我将向你展示使用Lightrun分析一个Java应用程序,这样你就可以发现各种性能调整的改进,你可以应用到你当前的Java应用程序。

在上一篇文章中,我解释了什么是Lightrun,以及你如何使用它来注入动态日志、捕获运行时快照或添加动态指标。

在这篇文章中,我将使用Lightrun作为我的JPA关联获取验证器的替代品。

DefaultLoadEventListener

当使用Hibernate获取JPA实体时,会触发一个 LoadEvent ,由 DefaultLoadEventListener ,处理方式如下。

网络异常,图片无法展示
|

DefaultLoadEventListener 将检查该实体是否位于当前JPA持久化上下文或第一级缓存中。如果在那里找到了实体,那么就会返回相同的对象引用。

这意味着,两个连续的实体获取调用将总是返回相同的Java Object 引用。这就是JPA和Hibernate提供应用级可重复读取的原因。

如果在第一级缓存中没有找到实体,Hibernate将尝试从第二级缓存中加载它,如果且仅当第二级缓存被启用。

最后,如果实体不能从任何缓存中加载,它将被从数据库中加载。

现在,这个过程可以在调用 EntityManager.find ,在遍历一个关联时发生,也可以间接地用于 FetchType.EAGER 策略。

检查N+1查询问题

JPA关联获取验证器文章解释了如何以编程方式断言JPA关联获取。这个工具在测试过程中非常有用,但是对于那些要第一次检查生产系统的顾问来说就不太实用了。

例如,让我们举一个 Spring PetClinic 应用程序的例子。

@Entity
@Table(name = "pets")
public class Pet extends NamedEntity {
    @Column(name = "birth_date")
    @DateTimeFormat(pattern = "yyyy-MM-dd")
    private LocalDate birthDate;
    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "type_id")
    private PetType type;
    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "owner_id")
    private Owner owner;
}
复制代码

Pet 实体有两个父关联, typeowner ,每个都被注解为 @ManyToOne 。然而,默认情况下, @ManyToOne 关联使用 FetchType.EAGER 的获取策略。

因此,如果我们加载2个 Pet 实体,同时也获取它们相关的 owner 关联。

List<Pet> pets = entityManager.createQuery("""
    select p
    from Pet p
    join fetch p.owner
    where p.id in :petIds
    """)
.setParameter("petIds", List.of(3L, 6L))
.getResultList();
复制代码

Hibernate将执行3次查询。

SELECT 
    p.id as id1_1_1_,
    p.name as name2_1_1_, 
    p.birth_date as birth_da3_1_1_, 
    p.owner_id as owner_id4_1_1_, 
    p.type_id as type_id5_1_1_, 
    o.id as id1_0_0_, 
    o.first_name as first_na2_0_0_, 
    o.last_name as last_nam3_0_0_, 
    o.address as address4_0_0_, 
    o.city as city5_0_0_, 
    o.telephone as telephon6_0_0_
FROM 
    pets p 
JOIN 
    owners o ON o.id = p.owner_id 
WHERE 
    p.id IN (3, 6)
SELECT 
    pt.id as id1_3_0_, 
    pt.name as name2_3_0_ 
FROM 
    types pt 
WHERE 
    pt.id = 3
SELECT 
    pt.id as id1_3_0_, 
    pt.name as name2_3_0_ 
FROM 
    types pt 
WHERE 
    pt.id = 6
复制代码

那么,为什么会有3个查询被执行,而不是只有一个?这就是臭名昭著的N+1查询问题。

使用Lightrun进行Java性能调优

虽然你可以使用集成测试来检测N+1查询问题,但有时你不能这样做,因为你被雇来分析的系统已经部署到生产中,而你还没有看到源代码。

在这种情况下,像Lightrun这样的工具就变得非常方便,因为你可以简单地动态注入一个运行时快照,这个快照只有在满足特定条件时才会被记录。

第一步是在 DefaultLoadEventListener Hibernate类的 loadFromDatasource 方法中添加一个运行时快照。

网络异常,图片无法展示
|

注意,快照只记录相关的 LoadEventisAssociationFetch() 方法返回 true 。这个条件允许我们捕获N+1查询问题所执行的二次查询。

现在,当加载所有姓戴维斯的宠物主人时,PetClinic应用程序会执行以下SQL查询。

SELECT DISTINCT 
    o.id AS id1_0_0_,
    p.id AS id1_1_1_,
    o.first_name AS first_na2_0_0_,
    o.last_name AS last_nam3_0_0_,
    o.address AS address4_0_0_,
    o.city AS city5_0_0_,
    o.telephone AS telephon6_0_0_,
    p.name AS name2_1_1_,
    p.birth_date AS birth_da3_1_1_,
    p.owner_id AS owner_id4_1_1_,
    p.type_id AS type_id5_1_1_,
    p.owner_id AS owner_id4_1_0__,
    p.id AS id1_1_0__
FROM 
    owners o
LEFT OUTER JOIN 
    pets p ON o.id=p.owner_id
WHERE 
    o.last_name LIKE 'Davis%'
SELECT 
    pt.id as id1_3_0_, 
    pt.name as name2_3_0_ 
FROM 
    types pt 
WHERE 
    pt.id = 6
SELECT 
    pt.id as id1_3_0_, 
    pt.name as name2_3_0_ 
FROM 
    types pt 
WHERE 
    pt.id = 3
复制代码

而在检查Lightrun快照控制台时,我们可以看到有两条记录被注册。

第一个快照看起来如下。

网络异常,图片无法展示
|

而第二个快照看起来是这样的。

网络异常,图片无法展示
|

请注意,由于大量使用了 FetchType.EAGER 策略,这两个快照对应于Spring Petclinic应用程序执行的二级查询。

很酷,对吗?

结论

虽然你可以在测试过程中使用JPA关联获取验证器来检测这些N+1查询问题,但如果你的任务是分析一个你从未见过的运行时系统,那么Lightrun就是一个发现各种问题及其发生原因的伟大工具。

特别是因为Java性能调优是我被雇用的最常见的原因之一,Lightrun是我的工具集的一个很好的补充。


相关文章
|
5天前
|
设计模式 Java 关系型数据库
【Java笔记+踩坑汇总】Java基础+JavaWeb+SSM+SpringBoot+SpringCloud+瑞吉外卖/谷粒商城/学成在线+设计模式+面试题汇总+性能调优/架构设计+源码解析
本文是“Java学习路线”专栏的导航文章,目标是为Java初学者和初中高级工程师提供一套完整的Java学习路线。
|
10天前
|
Java 数据库连接 数据库
Java服务提供接口(SPI)的设计与应用剖析
Java SPI提供了一种优雅的服务扩展和动态加载机制,使得Java应用程序可以轻松地扩展功能和替换组件。通过合理的设计与应用,SPI可以大大增强Java应用的灵活性和可扩展性。
43 18
|
9天前
|
缓存 监控 Java
Java中的并发编程:理解并应用线程池
在Java的并发编程中,线程池是提高应用程序性能的关键工具。本文将深入探讨如何有效利用线程池来管理资源、提升效率和简化代码结构。我们将从基础概念出发,逐步介绍线程池的配置、使用场景以及最佳实践,帮助开发者更好地掌握并发编程的核心技巧。
|
6天前
|
SQL JavaScript 前端开发
用Java来开发Hive应用
用Java来开发Hive应用
20 7
|
6天前
|
SQL JavaScript 前端开发
用Java、Python来开发Hive应用
用Java、Python来开发Hive应用
18 6
|
12天前
|
安全 Java API
【性能与安全的双重飞跃】JDK 22外部函数与内存API:JNI的继任者,引领Java新潮流!
【9月更文挑战第7天】JDK 22外部函数与内存API的发布,标志着Java在性能与安全性方面实现了双重飞跃。作为JNI的继任者,这一新特性不仅简化了Java与本地代码的交互过程,还提升了程序的性能和安全性。我们有理由相信,在外部函数与内存API的引领下,Java将开启一个全新的编程时代,为开发者们带来更加高效、更加安全的编程体验。让我们共同期待Java在未来的辉煌成就!
41 11
|
13天前
|
安全 Java API
【本地与Java无缝对接】JDK 22外部函数和内存API:JNI终结者,性能与安全双提升!
【9月更文挑战第6天】JDK 22的外部函数和内存API无疑是Java编程语言发展史上的一个重要里程碑。它不仅解决了JNI的诸多局限和挑战,还为Java与本地代码的互操作提供了更加高效、安全和简洁的解决方案。随着FFM API的逐渐成熟和完善,我们有理由相信,Java将在更多领域展现出其强大的生命力和竞争力。让我们共同期待Java编程新纪元的到来!
37 11
|
5天前
|
Java 数据库连接 开发者
Java中的异常处理机制:理解与应用
在Java编程中,异常处理是一个核心概念,它允许程序在遇到错误时优雅地恢复或终止。本文将深入探讨Java的异常处理机制,包括异常的分类、如何正确使用try-catch-finally块以及throw关键字。我们将通过实例来说明如何在Java应用程序中有效地捕获和处理异常,以确保程序的健壮性和稳定性。
|
5天前
|
Java 调度 开发者
Java中的多线程基础及其应用
【9月更文挑战第13天】本文将深入探讨Java中的多线程概念,从基本理论到实际应用,带你一步步了解如何有效使用多线程来提升程序的性能。我们将通过实际代码示例,展示如何在Java中创建和管理线程,以及如何利用线程池优化资源管理。无论你是初学者还是有经验的开发者,这篇文章都将为你提供有价值的见解和技巧,帮助你更好地理解和应用多线程编程。
|
7天前
|
存储 负载均衡 Java
Jetty技术深度解析及其在Java中的实战应用
【9月更文挑战第3天】Jetty,作为一款开源的、轻量级、高性能的Java Web服务器和Servlet容器,自1995年问世以来,凭借其卓越的性能、灵活的配置和丰富的扩展功能,在Java Web应用开发中占据了举足轻重的地位。本文将详细介绍Jetty的背景、核心功能点以及在Java中的实战应用,帮助开发者更好地理解和利用Jetty构建高效、可靠的Web服务。
21 2