省市建设类网站链接,天津市设计网站的公司,只用ip做网站 不备案,高校网站平台建设提起API#xff0c;作为程序员来说并不陌生#xff0c;很多程序员的大部分工作都是围绕着它#xff0c; 然而#xff0c;有些内容被大家忽略#xff0c;API的性能会直接影响产品的用户体验#xff0c;比如#xff0c;一个视频软件#xff0c;播放1s后需要加载5s#x…提起API作为程序员来说并不陌生很多程序员的大部分工作都是围绕着它 然而有些内容被大家忽略API的性能会直接影响产品的用户体验比如一个视频软件播放1s后需要加载5s还有人会用它吗API背后隐藏了很多复杂的业务逻辑如何保证API的性能直接体现了一个程序员的综合能力。今天我们就来聊聊八种提升API性能的常用方法。 一、什么是API?
在讲解方法之前先对API做个简单的介绍。APIApplication Programming Interface翻译为应用程序接口它是一种允许两个软件组件使用一组定义和协议相互通信的机制。比如手机上的天气预报软件它通过 API 与远程气象系统“交互”获取天气相关数据最后再将数据展示在手机上。如下图软件A通过API与软件B进行交互。 二、API性能提升方法 1. 缓存
缓存应该是最容易被大家使用提升API性能的方法如下图 在日常的业务开发中通常会包含对数据库的CRUD但是数据库的读写性能是有限的比如在一些场景中需要对某些数据进行频繁的读取这时候可以考虑将这些数据缓存起来下次读取时直接从缓存中读取减少对数据库的访问提升API性能。举个例子假如访问 DB的耗时是 100ms访问缓存的耗时是10ms那么整个API的性能就提升 10倍。常用的缓存工具有 Redis 和 Google Guava cache本地缓存。
可能有些小伙伴会问一个 API的响应数据100ms 和 10ms 对于用户来说似乎没有很大的差异
假如把时间放大 10倍100倍就能发现这个差异非常明显比如一个 API的响应时间是 10s 如果能够通过缓存将响应时间降低到 1ms那么整个系统的吞吐量就提升了 10倍性能提升相当可观对于用户的体验来说也是天壤之别。
2. 连接池
连接池是一种数据库连接管理技术它可以在系统初始化时创建一定数量的数据库连接当有请求时直接从连接池中获取连接使用完毕后 再将连接放回连接池中这样就可以避免频繁的创建和销毁数据库连接提升API的性能。如下图 服务器和数据库建立连接是基于 TCP协议而TCP 需要3次握手这个过程比较耗时如果每次请求都需要创建一个连接那么就会频繁的进行3次握手从而影响 API的性能。所以在日常开发中和数据库连接时通常都会使用一些三方的池化工具以达到复用连接的目的。常用的池化工具有JDBCHikariCPDruidC3P0DBCPBoneCP等。
3. 异步
异步是一种编程模型它可以在一个线程中执行多个任务如下图 在日常的业务开发中通常包含核心链路和非核心链路比如订单支付中支付是核心链路支付后邮件通知是非核心链路因此可以把这些非核心链路的操作改成异步实现这样就可以提升API的性能。常用的异步方式有线程池消息队列事件总线等。比如上面的邮件发送当用户支付完之后可以使用线程池去实现邮件发送也可以往消息队列中发送一条消息由消费服务去消费实现邮件发送。
4. N 1问题
“N1 问题” 是一个在数据库查询性能优化领域常见的概念指的是在进行关联查询时当你需要获取主表中的 N 条记录以及每条记录关联的另一个表中的相关信息时会导致在获取相关信息时产生额外的查询操作从而造成额外的负担和性能问题。如下图 举个例子假如有两张表文章 “post”表 和文章评论”comment”表现在要统计每篇文章的评论数通常SQL语句写法如下
SELECT id FROM post; // 1//for each post
SELECT count(*) FROM comment WHERE post_id ? // N
如上文的例子查询 1次 post表假如 post中有 N条数据这样就需要额外查询 N次 comment表因此产生了 N 1次查询。
解决”N1 问题”的通常方法为使用 JOIN 进行关联查询如下SQL
SELECT post.id, count(comment.id) FROM postLEFT JOIN comment ON post.id comment.post_id GROUP BY post.id;
但是在一些分库分表的情况下无法进行 JOIN查询该如何解决这种 N1问题
通常的做法有数据冗余说白了就是空间换时间。比如在 post表中增加一个 comment_count字段用于存储评论数这样就可以避免 N1问题但是会造成数据冗余增加了存储空间。
因此在程序员的世界很多时候都是在时间和空间上的权衡trade off。
5. 分页
分页Pagination是一种常见的数据查询方式它可以将大量的数据分成多个页面进行展示如下图 分页也是业务开发中比较常见的一种方式当数据量比较大时通常会使用分页的方式进行查询这样可以避免一次性查询大量的数据造成内存溢出的问题。
6. JSON 序列化
JSONJavaScript Object Notation序列化是将数据结构或对象转换为JSON格式的字符串的过程以便在网络传输、存储或与其他程序交互时进行数据交换。JSON是一种轻量级的数据交换格式易于人类阅读和编写同时也易于解析和生成。在各种编程语言中可以使用库或内置函数来进行JSON序列化和反序列化操作。如下图 7.压缩 payload
在API开发中有个默认的约定参数要尽量的少。因为参数越多API的复杂度就越高维护成本也就越高。因此通常我们会对参数进行压缩。如下图 比如上传文件通常会对文件进行压缩以减少文件的大小提升上传速度。
8. 精简Log或者异步log
在业务流程中通常会增加 log来标记一些核心的流程以及记录错误信息方便排查问题。但是log通常是磁盘操作如果log过多就会影响API的性能。因此通常会对log进行精简或者异步log。如下图 异步日志Asynchronous Logging是一种在计算机程序中进行日志记录的技术。与传统的同步日志记录不同异步日志记录允许程序在记录日志时不必等待日志写入磁盘或其他存储介质完成而是将日志数据放入队列或缓冲区中然后由另一个线程或进程负责将日志异步地写入存储介质。异步日志记录通常会涉及以下一些组件
日志缓冲区或队列程序将要记录的日志信息放入缓冲区或队列中然后可以继续执行其他任务。日志写入线程另一个线程负责从缓冲区或队列中获取日志数据并将其写入实际的存储介质如磁盘中。这个过程是异步的不会阻塞主程序的执行。同步机制由于异步操作涉及多线程可能需要适当的同步机制来确保线程之间的安全性避免竞态条件等问题。
异步日志的优点可以减少主程序的延迟和性能损失的同时提升性能。需要注意的是在实现异步日志时要小心处理缓冲区溢出、数据丢失以及确保正确的日志顺序等问题。
三、总结
本文分别了介绍了API的性能优化方案包括
缓存连接池异步N1问题分页JSON序列化压缩payload精简log等
当然这些方案并不是一定要使用而是根据实际的业务场景具体问题具体分析选择合适的方案。
另外在API的开发中我们通常需要关注三个最常见的问题
性能安全性健壮性
