服务端性能与成本优化经验总结 (上)

2023年 8月 15日 70.4k 0

在过去的2、3年里我做了大量的性能优化和成本优化项目,也从中总结出了一些经验和方法论。受本人技术能力所限,本文不会涉及太多高深技术。

本文分上下两篇,上篇主要讲一些方法论,下篇会列举一些具体的优化方法。

优化的目的

当然是为了KPI。归根究底,无非三个原因:

  • 为了满足系统的可用性硬性要求。比如要求接口响应时间必须小于xx ms
  • 缩减成本
  • 提升用户体验
  • 如果一次性能优化没有达到任何上述目的,那将毫无意义。其中,缩减成本往往是最重要的,也是非技术背景的老板们最关注的。

    优化的时机

    很多人都知道一句话:不要过早优化。但有一些人错误理解/滥用了这句话,把它当作自己写垃圾代码的理由。你对他指出:“这段代码性能太差了”,他怼道“又不是不能用,不要过早优化懂不懂”。

    但现实情况是,这里烂一点,那里浪费一点性能,久而久之,代码变成了屎山,系统性能也可能会超出常理地差。

    我对“不要过早优化”这句话的理解是:在不明显拉长工期的前提下尽可能保证代码质量,在自身现有技术能力的范围内尽可能写出高性能的代码;但不要为了这个目的强行花大量时间去研究与学习,甚至拖慢项目进度。即代码质量 - 开发速度 - 性能 之间的均衡。

    充分了解系统的性能与成本

    进行优化的第一步,首先要对整个系统进行性能与成本的分析, 对整个系统与业务有一个全景的认识。需要至少了解清楚如下问题:

    • 业务场景对系统性能的要求
    • 整个系统的架构拓扑、交互方式、高可用和扩缩容机制
    • 用到的机器数、机型、各计费项的计价方式和单价,也包括不同计费方式下的折扣等
    • 系统内各组件主要性能指标的负载情况
    • 主要程序的代码结构
    • 主要程序进程内的CPU与内存占用分布
    • ...

    服务器的计价方式和单价也是很多人在成本优化时容易忽略的一点。如果在这方面缺乏经验,可能会得到一些反直觉的结论。比如网络费用居然占比这么高,怎么还有这么多奇奇怪怪的收费项目,某个付费服务怎么多付了这么多钱等等。

    而且在不换用其它家云服务,不大改系统的前提下,有时仅仅通过换成该服务商的其它类似服务或修改计费方式,就能在性能不变甚至更好的前提下降低成本。

    根据优化目的指定计划

    现在有了全景的信息,我们知道了哪一部分消耗的性能最高,但如果要制定优化的优先级计划,还需要回到自己这次优化的目的上来。

    举个例子,如果这次优化的目的是优化响应时间,那么能影响响应时间的部分才是高优先级的。这时哪怕有某个部分可以优化出大量服务器成本,由于它不是我们本次优化的重点,其优化级也不能太高。可以排到后面,或先记下来等下次立项做成本优化时再做。

    制定优先级也要综合考虑实现难度。比如有一些小的代码细节,积累下来可能也只能优化1% 2%的CPU,但不改变业务逻辑,且随手就能实现,优先级就可适当提升。

    做好数据记录

    立项分析、每一步的分析过程、优化的成果等等,每一步都需要做好数据积累,记录到团队公共文档中。这样的好处很多:

    • 在与业务团队argue排期优先级时可提供充足的数据支撑,
    • 是自己工作成果的证明,汇报、晋升时用得上
    • 为团队积累下来的知识
    • 在自己优化的过程中也充当备忘录

    许多人整天埋头写代码,但忽视了对成果的记录,最后可能加班没少班,还要被怼一句“你这个季度都做了些什么”

    业务优化 > 技术优化

    对于一个已经高速迭代了几年的老业务系统,业务逻辑的优化空间往往比纯代码的空间大。比如直接砍掉某个又耗资源又没用的业务。近几年好多互联网大厂在裁员,但裁员时往往优先裁边缘部门,也是这个道理。

    成果对外输出

    很多人做了很厉害的成果,却不注重对外的成果输出。但很现实的问题是,在一些中大厂里,成果输出这一步往往和实际做事一样重要。因为对你的晋升或述职进行考核的人往往不是本部门的,不知道你具体做了什么,他们甚至可能不是做服务端的,或甚至不是技术岗。这时,如何让他们知道你做的东西有多牛逼就至关重要。

    一句话核心指标

    可能你做的优化项有很多,但最终输出时,需要有一句简短有力的话来概括你的全部优化。这一句话可以是自己晋升PPT的第一页,也可以是季度总结的

    这时就需要选用一个合适的指标表达自己的核心成果。可以自己造一个适合表达的指标。

    比如你的系统是个只有一个接口的微服务,而你优化的核心目的是降低成本,可以自造一个“单位请求服务器成本”,即单位时间内的总请求数/这段时间整个系统产生的服务器费用。最终的核心指标就是“单位请求的服务器成本降低了xxx%”。

    类似的,如果是一个API服务,而你的核心目的是降低时延,最终的结果可以类似于“接口处理耗时P95从xxx ms降至yyy ms, 降幅为zz%”。

    最终都要落到“钱”上

    老板最关心的只有一件事:你为他赚了多少钱,省了多少钱。因此,如果你性能优化成果能清晰地转换为“省了多少成本”或“提升了多少收益”, 请把它放在最前面最醒目的位置 。这也是无论是否有相关的技术背景,都能看懂的。

    不同的目的,不同的侧重点

    要知道自己这份成果报告是给谁看的。

    如果明确是给全公司,或给老板看的,请忽略里面一切技术细节(只在必要的地方补充),拿尽可能多的篇幅来写成本、效率上的提升。各种数据也尽可能转化成一个大家都能理解的指标。比如优化了CPU性能,可转化为需要的CPU总核数减少,再转化为需要的机器数减少,从而得到对应的“预期成本降低xxx/月”

    如果是给有技术背景的leader们看的,请在必要的地方补充一些自己用到的技术关键词,这样方便那些已经很久不写代码的技术leader们自己去查资料来了解你做的东西。但也不要太详细,他们没有那个耐心看太多字。

    如果是作为技术团队内部的技术分享,这时才需要把自己的详细方案列出来。

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    下篇会简单列举一些具体的优化手段

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