Entendendo gargalos de performance

Otimização de Código em Java

Pavlos Kosmetatos

Lead Engineer @Wealthyhood

O que são gargalos de performance?

São restrições que limitam a velocidade e a eficiência do aplicativo.

Imagine água passando por um funil — a parte mais estreita define a vazão!

Água passando por um funil

Tipos de gargalos

Gargalos limitados por CPU

Cálculos complexos
Algoritmos ineficientes

Gargalos limitados por I/O

Operações de banco de dados
Chamadas de rede
Operações de arquivo

Gargalos limitados por memória (veremos depois)

Medindo performance com System.nanoTime()

System.nanoTime() - Medição de tempo de alta precisão
- Mede o tempo decorrido
- Retorna nanossegundos (1 bilhão = 1 segundo) como um número long
Diferente de System.currentTimeMillis(), mede tempo de relógio de parede

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

Usando 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();

Usando 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() é uma operação O(n)

Boas práticas de medição de performance

Execute várias medições

Execute várias medições

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

Boas práticas de medição de performance

Execute várias medições
Compare a performance relativa

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

Operation A is 4x slower

Vamos praticar!

Otimização de Código em Java