开篇词 | 与我一起修炼，成为一名软件性能大师吧！

你好，我是尉刚强，一名软件设计咨询顾问。从今天开始，我会带你深入软件性能优化的探索之旅。

从业十多年来，我先后在通信领域、大数据领域、人工智能对话领域、SaaS服务等领域的一线工作，主要解决软件架构设计与性能优化上的问题。同时，我也在为国内一些知名企业提供软件设计咨询服务。

正因为我跨领域的项目性能优化经历，在寻找性能优化思路时，我的视角往往是多维度的，并由此总结出了一套从设计到交付、兼具多个领域优势的全流程性能优化方案。比如，之前我在SaaS服务性能优化项目中，所使用的编解码、实时处理任务等高性能实现方案，就是借鉴了嵌入式系统上的优化经验。

你可能会说，老师，我觉得快速编码交付业务的功能，才是最有意思的，为啥要学习一整套优化方案呢？

说实话，我刚开始工作的时候，也是一个只关注软件设计与开发的工程师，和你想的一样。不过后来的一次项目开发经历，让我发现，原来软件的性能也可以从设计和开发的视角去实现和交付，而且从软件设计与架构维度出发的性能优化，不仅性能收益更大，而且还会让软件架构设计更加合理和简洁。

支撑软件性能长期保持竞争力的道理其实很简单

事情其实是这样的：那时我还在一家通信企业工作，带领功能交付团队，与另一个专门负责性能攻关和优化的团队一起协作，来支撑子系统版本的交付。不过，在协作的过程中，因为我们两个团队互相不理解对方的工作，产生了不少矛盾和冲突。所以，后来，为了缓解双方的矛盾，领导让我去负责性能优化攻关团队的工作。

可是，由于前期性能优化团队主要是基于编译优化、测量分析手段来进行性能攻关和优化的，已经将代码实现修改的性能优化空间挖掘殆尽了，所以，我在负责性能优化工作时，就只能另辟蹊径。

而我们应该都知道，软件架构设计通常来说对性能的影响很大，况且当时我们面临的困境确实是无法再从代码实现层来进行调优了。

由于我之前一直负责软件设计与开发，非常清楚业务的软件设计架构，所以，我就选择从软件设计与架构的视角出发，通过不断调整设计架构，来尝试优化性能。比如说，根据业务使用内存的特性，实现定制化内存分配器，以提升内存的申请和释放效率；优化业务代码逻辑，实现核心流程中的内存零拷贝机制，等等。

由此，在这个性能优化的过程之中，我真的就找到了破局之道。最终，这个性能优化项目在实现代码规模量减少、设计更加优雅的同时，性能上也有较大幅度的提升。

再后来，我参与的架构设计与实现的软件越来越多，在不同领域下解决的性能优化问题也越来越多，而我的这些经历也在不断印证着一个道理，就是虽然不同领域的业务知识差异比较大，但其背后支撑性能设计与优化的原理与方法论，却是统一的。

就比如说，SaaS服务领域的性能优化中使用延迟计算，与嵌入式领域的延迟计算优化的思想是一致的；智能对话引擎基于消息回复时延的设计方法，也跟实时性系统时延的设计方法是统一的；类似的还有消息队列设计原理、选型设计，等等。

所以到了这里，我才真正理解和摸清了软件性能优化的关键命脉，那就是要从软件设计阶段对性能进行建模设计，再在后续的编码实现、测试、维护等阶段进行层层控制，只有这样，才能真正做好性能优化工作。

为什么你学习了很多性能优化知识，却依然解决不了性能问题？

现在，我作为一名软件技术咨询顾问，有机会接触到更多的项目和团队。可遗憾的是，我在跟不同领域的研发团队配合的过程中，发现他们处理、解决性能问题的能力差距比较大。

很多团队还在使用低效的方式去处理解决各种性能问题，甚至还有很多团队没有系统化的性能设计与调优的能力，当碰到比较简单的性能问题时还能处理，可一旦碰到一些复杂、深层次的软件性能问题，就很容易陷入到僵局之中。

这是为什么呢？实际上，传统的性能优化视角，更多的是从问题与测量数据的角度出发，是被动式地解决处理性能问题，所以依据这样的视角驱动的性能优化工作，就会存在很多的局限性，比如说：

• 很容易造成代码可读性差，而且只是做到局部性的优化；
• 这种工作方式通常是在软件工程的后期才启动，发现问题会比较滞后；
• 一次性优化合入的代码量很大，导致软件版本发生质量问题的概率会比较大；
• 由于没有设计与数学理论的支撑，不知道性能优化目标在哪个范围内才是合理的。

而在这门课程中，我要给你介绍的性能优化，是从整个软件生命周期的视角去关注与审视软件性能，通过主动式地设计与实现来主导软件性能，从而支撑软件性能长期保持竞争力。

另外，这里我想告诉你的是，这门课程并不是一个工具技术类课程，你可以等有需要或是遇到具体问题时再去翻找查看。这门课更像是一个思维训练类课程，它会站在系统端到端的角度，分析从软件设计到工程发布上线这一整个过程中，如何有效保证软件性能一直处于可控状态。

所以在学习的过程中，你需要和我一起去思考分析这样做的出发点，以及背后支撑的理论是什么，从而深入挖掘出全局的性能设计与优化的方法论，并提升软件性能工程的管理能力。

当然，也许有些内容与方法你暂时还用不到，但是当你在实际场景中遇到不同的性能问题时，它也可以启发你寻找到更系统的解决思路和方法。

好了，那么具体我是怎么设计这门课的呢？下面我就来给你介绍下课程的内容框架吧。

这门课是怎么设计的？

我把课程主体划分为了五大模块，分别针对基于性能的建模与设计、高性能的编码实现、性能看护和性能持续调优四个部分进行方法与实践的讲解介绍，让你能够明确地理解和掌握系统级的性能优化的理念和方法，最后还会通过一个案例模块，来帮助你提升具体实施性能优化方法的能力。

• 性能设计篇

这一模块，我会给你介绍几种在性能优化设计中非常关键、且经常用到的设计方法，包括并发架构设计、内存模型设计、IO通信设计等。另外，我还会从性能扩展和调优的角度，给你讲解在软件设计阶段需要考虑的可监控设计、可扩展性设计、可移植性设计、软硬件选型设计，以此帮助你在实际的建模和设计过程中，支撑产品更好地实现性能需求。

• 性能实现篇

我会从编码实现的阶段入手，结合场景案例，带你了解和学习高性能编码的实现模式，让你能够在一些特定场景下选择合适的实现，来大幅度提升性能。另外，我还会带你深入理解各种数据结构与算法，并从使用最为广泛的Java语言着手，给你讲解在不同的场景下，使用不同的算法所带来的性能差异，这样你在面临不同的业务问题时，就知道如何选择合适的算法来提升性能了。

• 性能看护篇

软件是一个需求在不断变化的产品，只有持续地看护性能，才能保证软件性能一直保持在可控的状态。所以，我会从性能测试前置这一核心的性能看护出发点着手，带你深入产品的组件级、系统级的多层级性能测试，让你在理解性能看护核心理念的基础上，清楚地知道该如何实现性能测试用例自动化，并能够集成到流水线中，这样当你在提交代码时，就可以第一时间发现性能腐化问题。

• 性能调优篇

软件产品在交付运行后，仍需要持续监控系统的运行状态，支撑持续的性能调优。因此，在这一模块，我会给你分享一套性能调优的通用方法论，包括性能问题分析与定位的方法技巧，帮助你在实际的业务场景中，快速找到受限于性能瓶颈的资源，持续地监控分析目标。

• 案例篇

在实际的业务领域中，你可能会面对形形色色的性能问题，而要想快速解决它们，你需要考虑两方面的问题：如何选择合适的性能优化方法？怎么才能更好地实施性能优化方法？所以，在案例篇中，我会为你讲解多个在真实项目中，实施性能优化的操作过程，帮助你提升落地性能优化方法的能力和技巧。

结语

最后，我希望你在学习的过程中，能够具备批判性的思维，结合自己的知识积累和实践经验，来理解和吸收课程内容，并且你也可以给我多多留言，阐释久悬不决的疑问、分享见解独到的观点，我都会给予解答和回复。

这样，当你学完了课程之后，通过积极地思考学习和输出，你也可以建立起来一套关于软件性能的全局系统认识。今后，当你碰到各种性能问题时，你都可以从软件设计、软件实现、性能看护、性能调优等多个维度，进行系统性的思考，找到合适的解决方案。

好了，接下来我们就开始这段软件性能优化的探索之旅吧！