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SmartPtr
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By SmartPtr(http://www.shnenglu.com/SmartPtr/)
  
    目前所做的項目,今年應該是第5release了, 走過了這5年的風風雨雨,中間幾度更易開發人員,現在的團隊與5年前的團隊已是兩個完全沒有“交集”的團隊, 這樣必然導致我們對項目會存在很多的不理解,不理解其初衷,不理解其原始設計,不理解其代碼。。。對一些不理解的地方不敢大動手腳,只能修修補補以完成需要的功能,其結局從開發角度看就是總體設計的缺失, 代碼結構的混亂,從功能角度看就是容易出錯,運行速度極慢。

    項目極其需要一次深入的代碼重構與性能提升,而這都至少需要一個release的時間來做,對于代碼重構, 從商業的角度來講,是十分不可取的,一是其風險比較大,大刀闊斧的重構,如何保證軟件的原有功能是個大問題; 而整整一個release的時間做重構,對于用戶來講,他拿到新的版本時,看不到任何新功能與提高,難道你告訴他,我們的代碼結構現在很elegent。。。;但對于性能提升,現在是到了不得不做的地步,因為能夠大幅度的提升性能,想必用戶也能接受一個沒有新功能的新版本。

    于是, 我們決定用一個release的時間來做性能優化。

    當然,我們不打算從學術的角度來考慮, 這個是O(n) 的算法,那個是O(nlgn) 的。。。; 也不打算從語言的角度來看待, 傳引用要比傳值快,類成員在初始化列表初始化。。。;當然, 并不是說這些不重要, 只是這些都應該是比較常見的,大家都應該清楚的事情, 也就是說我們假設我們的項目中不存在這種問題; 另外就是從語言角度來做的優化, 對我們的性能提升幫助不會太大。 我們會從一個宏觀的,特定于我們項目workflow方面的角度來做優化。 主要包括以下幾個方面:

     一、集中處理 (batch processing)

     把相關的操作集中起來處理, 從程序原理上來講, 集中做相同的操作, 由于數據局部性的原理, 很多數據可以直接從cache中取得, 速度會比較快。 但我們主要考慮的還是另外一個因素,減少不必要的重復的初始化,假設將我有十個對象要update, 一般情況下, 為了做update 我們必然要準備某些前提數據, 如果十個對象分別處理, 我就要初始化十次, 但如果我先把這十個對象收集起來,到最后一起處理, 最后只會初始化一次前提數據。 這對于update對象密集的情況十分有用。 當然, 這樣我們也能有效的減少函數調用次數, 對性能提高也有不少的幫助。

     二、減少重復操作(初始化) (reduce repeated operations)

      重復操作, 一個是在有循環的時候, 我應該盡量把一些common的操作, 如一些輸入數據的初始化提到循環外面來做,這在上面一點中也提到過。 二是對于一些全局的屬性,操作等, 我們應該放在內存里,并提供一個全局訪問點來直接得到, 而不是每次在需要的時候都去重新初始化一遍。 舉個例子來講, 每個application應該都有他自己的一些configuration, setting, 如果每次我需要這些信息的時候, 都從文件,或者注冊表去讀一次, 那就非常的浪費時間了, 尤其是涉及到I/O操作的時候。 當然, 這個有點像 cache的概念, 但是還遠遠不及。

     三、消除冗余操作 (avoid redundant operations)

    也許你不相信, 一個項目經過很多不同的人的開發, 由于理解上的誤差,以及時間緊迫倉促完工,很多workflow上可能會都重復的操作, 仔細檢察, 從全局上來考慮整個流程,你會發現, 其實我們做了很多不該做的事。

     四、cache機制 (cache mechanism)

     Cache的原理是用空間換時間, 當然,這個空間是指內存。我們把一些重要的中間信息放在內存中,以極大的提高查找,更新的速度。一般常用的數據結構就是map, 比如一個對象有長度這么一個屬性, 但每次去得這個長度的時候都需要經過復雜的耗時的計算, 如果我們有些操作需要大量的使用到這個對象及其屬性, 我們就可以建這樣一個map: map<對象指針,長度>, 這樣每次用到時, 我只要到這個map中去查就可以了, 如果某個對象被更新了,我們需要更新這個map, 也就是說維護cache.

     五、延遲更新 (defer update)

      這是一個講究策略的做法, 比如說我們的項目要在9.1號前demo給客戶, 我們要寫好代碼,并維護好文檔, 但是時間很急, 如果我們在9.1號前把這兩件時都要做好,恐怕要瘋狂加班了, 但是我們知道,客戶只需要看到我們軟件運行的效果, 文檔他暫時并不關心, 那好吧, 我們9.1前就寫代碼, 文檔就在demo后寫好了。當然舉這個例子的并不是鼓勵大家先寫代碼,后補文檔, 而是為了說明有些事情, 如果資源緊張, 我們可以把他分開看待,對于要的不急的那部分, 我們可以先不做, 等到時不忙了, 需要了的時候再做, 以緩解當前的緊張。 從代碼角度舉個例子, 假設我們有十條樣條曲線需要更新, 更新可能包括樣條線的方程,圖形顯示, 以及其長度等等, 如果我這些事情我一下子全做了, 用戶可能要等很久, 但是我們知道, 用戶做了這個操作, 他只需要看到圖形上更新就可以了, 至于長度等什么的, 等他需要了, 或者空閑的時候,我們再給他更新, 這就讓整個操作比較流暢了。

     這是我通過這個release對軟件優化的一些想法,我相信現實中優化的方法是多種多樣的,我希望這篇文章能夠起到拋磚引玉的作用,希望大家能夠提出自己的一些經驗來共同分享。

posted on 2007-08-10 18:10 SmartPtr 閱讀(1214) 評論(10)  編輯 收藏 引用

FeedBack:
# re: 我對軟件優化的一些想法
2007-08-10 21:36 | missdeer
這文章總結得好  回復  更多評論
  
# re: 我對軟件優化的一些想法
2007-08-10 21:37 | pass86
最強的優化,還是算法優化。  回復  更多評論
  
# re: 我對軟件優化的一些想法
2007-08-10 22:43 | SmartPtr
因為算法上的優化一般都是為大家所知的, 所以在開發過程中也會特別注意, 因此這方面的優化并不是我們的側重點  回復  更多評論
  
# re: 我對軟件優化的一些想法
2007-08-10 22:52 | aGAric
很好,不過不同情況下實踐起來會有不同的重點  回復  更多評論
  
# re: 我對軟件優化的一些想法
2007-08-10 23:03 | SmartPtr
@aGAric
的確, 但這些應該是一些比較COMMON的想法, 也就是說我們在做優化的時候會去想到, 并可能有用的想法, 不知道你沒有其他類似的方法, 大家可以一起討論討論:)  回復  更多評論
  
# re: 我對軟件優化的一些想法
2007-08-11 00:03 | 羅賓李
如果是java,那優化的余地不大。但是如果是c++,那不同的實現效果會差別很大,c++里面有很多技巧是java里面不能用的,比如創建私有堆,重載資源分配等等,當然,最重要的是使用了合適的東西去做恰當的事情。
看了你的文章有一個地方我不能不指出,就是你說用一個map來保存對象的長度這個做法我認為是很不科學的,首先map的查找時間是O(logN)級別的,反復查找總是有開銷的,其次既然你已經用對象指針做key,那為何不把長度做為對象的一個屬性,那樣更新和獲取都是O(1)的,當對象數量非常巨大時,你會知道這個差別有多大。一般map用在正好相反的情況,就是根據長度找對象,這個時候用map是很不錯呃選擇,如果長度有重復,可以考慮multimap。
根據我經歷過的幾個c++的優化項目,最終的瓶頸都是在如何正確的cache數據上。  回復  更多評論
  
# re: 我對軟件優化的一些想法
2007-08-11 00:58 | SmartPtr
@羅賓李
1. 當然,對于特定于語言的優化,C++比Java應該要好一些, 畢竟C++是一個更底層,可控性更強的語言。 但是對于workflow上的優化, 應該是語言無關的。我們所做的性能的提升,大部分是靠對workflow的優化實現的。

2. 關于map使用, 謝謝你的評論, 你說的很對。 這個例子為了簡化,我沒有給出足夠的context. 我補充一些吧:
1) 該對象是一個API, 一個第三方庫,我們沒有權限去修改
2) 假設這個對象是一條樣條曲線, 該第三方庫沒有在該對象中加入一個長度屬性,而是在每次需要時去計算,從數學角度,我想應該也有其道理。(這樣我就能保證每次取到的都是最新的)
重要的是,我們都認同cache是性能優化的利器, 的確,設計好的cache數據結構的確很重要,當然,這都是和特定需求緊密結合在一起的。

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# re: 我對軟件優化的一些想法[未登錄]
2007-08-13 09:40 | 夢在天涯
很好,就是有點抽象哦,哈哈!  回復  更多評論
  
# re: 我對軟件優化的一些想法
2007-08-13 10:05 | zenith
還好,我們做的項目都不是太大,重構一次也不算很難,呵呵。。。  回復  更多評論
  
# re: 我對軟件優化的一些想法
2007-08-16 12:51 | houdy
對于算法的好壞,只有當N相當大的時候,效果才很明顯,對于一般的情況從O(N^2)優化到O(NlogN),效果并不是很明顯.
但是LZ說得這幾種情況,有時候效果卻很明顯.其中的cache的思想,幾乎應用到計算機領域的各個方面,例如對于數據存儲,CPU緩存,內存,硬盤,網絡硬盤,不就是用速度快的設備去cache數據慢的設備么?
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