本文是“.NET Conf China 2022”上我的一個分享，這里更細化的分享出來。

分享分為四個部分：

1. 制定指示
   

2. 設計應用

3. 正確測試
   

4. 性能優化

高性能：不一定是架構出來的，但一定是優化出來的。

• 制定指標-收集

  首先把項目中的熱路徑API和核心API找出來，然后分析每個API是CPU密集型的，還是內存密集型的，以供在后面測試參考或對API的判斷。

• 制定指標-制定

  TPS=并發線程*1000/ART，這是TPS和平均響應時間的公式。這里的表格相對完整，作為開發的性能測試，有時也可以只要求響應時間和TPS。或要求TPS和P95，P99。有時成功率很敏感，不管發性能怎么樣，成功率必須100%，這是根據業務的類型要求的，特別是和錢有關的請求，要求都比較高。

  某API指標	指標名稱			指標值
  	業務指標	TPS（2C2G）		2000
  		響應時間	ART	10
  			P95	12
  			P99	15
  		成功率		100%
  		并發線程		20
  	穩定性指標	壓力持續時間		>=8h
  		壓力閾值		CPU <80%，TPS≈2000
  		內存泄露		無
  		TPS波動		<5%
  	應用資源（2C2G）	?MEM		<2G
  		CPU最大使用率		<90%
  	DB資源(8C8G)	?MEM		<8G
  		CPU最大使用率		<90%
  	緩存（1C1G）	MEM		<80%
  		CPU最大使用率		<90%

• 設計應用-通用設計

  開發人員要了解通用狀態下的設備情況，比如CPU的緩存，內存，硬盤之間的關系，比如速度是在依次減少，成本在降低。還要了解各種網絡協速度，I/O的速度，以及使用各種數據庫的速度通常的閾值是什么樣的。
  

提升性能的兩個法寶：用緩存和用Queue，緩存可以讓使用數據速度更快，Queue可以分隔復雜業務，讓吞吐量更高，合理有效的使用兩種技術可以很大的提升性能。

• 設計應用-.NET體系
  

• 使用異步：Demo

//同步方法
app.MapGet("/sync", () =>
{using (var con = new MySqlConnection(connectionString)){var result = con.Query<int>("select sleep(6)");Console.WriteLine($"sync:{DateTime.Now}");return result;}
});
//異步方法，沒有CancellationToken 
app.MapGet("/async", async () =>
{using (var con = new MySqlConnection(connectionString)){var result = await con.QueryAsync<int>("select sleep(6)");Console.WriteLine($"sync:{DateTime.Now}");return result;}
});
//異步，有CancellationToken 
app.MapGet("/asyncwithtoken", async (CancellationToken token) =>
{using (var con = new MySqlConnection(connectionString)){var result = await con.QueryAsync<int>(new CommandDefinition("select sleep(6)", cancellationToken: token));Console.WriteLine($"sync:{DateTime.Now}");return result;}
});

通過postman請求三個api，然后取消，會發現前兩個api始終會執行完成，并輸出時間；第三個會在取消后停止響應。

正確使用異步，可以有效地提升服務端的資源使用狀況。

• 謹防阻塞：

記一次性能故障排查

桂素偉，公眾號：桂跡記一次性能故障排查

• 大集合化整為零：用最正確的集合來處理數據，不要在集中存放大量數據，這樣不管對內存或之后的運算，造成負擔。同時要從業務層次評估計集合的最大上限。?

• 避免在Host生成文件

再記一次Memory?Leak分析

桂素偉，公眾號：桂跡再記一次Memory Leak分析

• 復雜方法要比對：

using BenchmarkDotNet.Attributes;
using BenchmarkDotNet.Jobs;
using BenchmarkDotNet.Running;
using PerformanceDemo;
using System.Collections.Generic;
using System.Xml.Linq;var summary = BenchmarkRunner.Run(typeof(CustomTypeTest));public class CustomTypeTest
{ [Benchmark][Arguments(2000)]public Dictionary<string, SBook> GetBook1(int count){var sbookDic = new Dictionary<string, SBook>();for (var i = 0; i <= count; i++){sbookDic.Add($"張{i}豐", new SBook(){Id = i,Name = "C#從入門到精通",Author = $"張{i}豐",Title = "C#1.0",Description = "這是一本書"});}return sbookDic;}[Benchmark][Arguments(2000)]public Dictionary<string, Book> GetBook2(int count){var bookDic = new Dictionary<string, Book>();for (var i = 0; i <= count; i++){bookDic.Add($"張{i}豐", new Book(){Id = i,Name = "C#從入門到精通",Author = $"張{i}豐",Title = "C#1.0",Description = "這是一本書"});}return bookDic;}[Benchmark][Arguments(2000)]public List<Book> GetBook3(int count){var bookList = new List<Book>();for (var i = 0; i <= count; i++){bookList.Add(new Book{Id = i,Name = "C#從入門到精通",Author = $"張{i}豐",Title = "C#1.0",Description = "這是一本書"});}return bookList;}[Benchmark][Arguments(2000)]public List<SBook> GetBook4(int count){var sbookList = new List<SBook>();for (var i = 0; i <= count; i++){sbookList.Add(new SBook{Id = i,Name = "C#從入門到精通",Author = $"張{i}豐",Title = "C#1.0",Description = "這是一本書"});}return sbookList;}
}
public class Book
{public int Id { get; set; }public string Name { get; set; }public string Description { get; set; }public string Title { get; set; }public string Author { get; set; }
}
public struct SBook
{public int Id { get; set; }public string Name { get; set; }public string Description { get; set; }public string Title { get; set; }public string Author { get; set; }
}

下面是比較結果：

• 讓每個API輕巧快速

• 有一顆追求性能的心——關注.NET版本

  關于在開發層次的性能注意事項有很多，這是根據不同的項目，使用不同的類庫決定的，上面只是我性能化化中的幾個代表性場景。

• 設計應用-發布

配置：GC方式 工作站方式，服務器方式：CPU使用率比內存更重要，服務器GC性能更好；內存利用率較高而 CPU 使用率相對較低，工作站 GC 性能更高。

發布方式：默認和R2R首次請求時間和體積不同

	普通模式	R2R模式	AOT模式
大小	29.8 MB	62.2 MB	19.5M
首次請求用時	360ms	90ms	20ms

• 正確測試
  

• 測性能的正確姿勢

盡量與生產環境一致

要有監控，通過監控數據對比發現問題

不要打滿資源：CPU<90%，內存少于最大值

讓子彈多飛會兒，觀察內存是有什么不一樣

• 遇到問題借助工具

dotnet-dump

dotnet-counters

• 前人經驗也很寶貴

https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/core/diagnostics/

• 性能優化

• 減少響應時間：

優化&簡化流程

優化調用鏈路上的函數

把關系數據庫操作轉成緩存操作

用BenchmarkDotNet

• 提升TPS：

優先降低性能測中的較高資源

讓應用性能是線性的，可以輕松地通過擴容來提升TPS

經過上面的分享，可以得出：

高性能：一定不是架構出來的，但一定是優化出來的。