Porozumění výkonnostním úzkým místům

Optimalizace kódu v Javě

Pavlos Kosmetatos

Lead Engineer @Wealthyhood

Co jsou výkonnostní úzká místa?

Jsou to omezení, která snižují rychlost a efektivitu aplikace.

Představte si přelévání vody trychtýřem – nejužší místo určuje průtok!

Voda protékající trychtýřem

Typy úzkých míst

Omezení CPU

Složité výpočty
Neefektivní algoritmy

Omezení I/O

Databázové operace
Síťová volání
Operace se soubory

Paměťová omezení (probrána v dalších lekcích)

Měření výkonu pomocí System.nanoTime()

System.nanoTime() – přesné měření času
- Měří uplynulý čas
- Vrací nanosekundy (1 miliarda = 1 sekunda) jako číslo typu long
Na rozdíl od System.currentTimeMillis() měří čas nástěnných hodin

long startTime = System.nanoTime();
// Code to measure
long endTime = System.nanoTime();
long duration = endTime - startTime;

Použití System.nanoTime()

// Measuring ArrayList.contains() performance
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    numbers.add(i);
}


long startTime = System.nanoTime();
boolean found = numbers.contains(99999); // O(n) operation
long endTime = System.nanoTime();

Použití System.nanoTime()

long duration = endTime - startTime;
System.out.println("Time taken: " + duration + " ns");
// Convert to milliseconds
System.out.println("Time taken: " + duration / 1_000_000.0 + " ms");

Time taken: 1239000000 ns
Time taken: 1239ms

ArrayList.contains() je operace O(n)

Osvědčené postupy měření výkonu

Spusťte více měření

Spusťte více měření

long totalTime = 0;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    long start = System.nanoTime();
    findElementLinear(data, target);
    long iterationTime = System.nanoTime() - start;
    totalTime += iterationTime;
    System.out.println("Run " + (i+1) + ": " + iterationTime + " ns");
}
double averageTime = totalTime / 3.0;
System.out.println("Average: " + (long)averageTime + " ns");

Run 1: 3245678 ns
Run 2: 3198432 ns
Run 3: 3301234 ns
Average: 3248448 ns

Osvědčené postupy měření výkonu

Spusťte více měření
Porovnejte relativní výkon

// Assume we have calculated avgTimeA and avgTimeB already
System.out.println("Operation A is" + (avgTimeA / avgTimeB) + "x slower");

Operation A is 4x slower

Pojďme cvičit!

Optimalizace kódu v Javě