[Java Performance]Chapter 3:JVM Overview

這篇談JVM的概觀與各元件用途與描述HotSpot VM在各元件上的優化技術

HotSpot VM High Level Architecture

JVM 有三個主要元件：

• VM Runtime
• JIT Compiler
• Memory manager

使用 TOTP 與 Google Authenticator 實作 Two-Factor authentication

在食衣住行育樂都需要的網路的時候，現代人擁有許多網路帳號，但能記憶的帳號密碼通常只有少數組合，當遇到密碼外洩(e.g.資料庫外洩、病毒側錄密碼)，相對的也影響了使用共同帳密的網路服務，對今日資安事件逐漸從惡作劇變往金融犯罪的趨勢，帳號有操作功能，個資，身份(實名化)，對盜竊者來說帳號密碼可以產生許多價值。

帳號盜用除了個人影響外，間接牽連的還有親友與網路服務提供者，對網路服務提供者而言，帳號盜用是會提高營運成本與降低使用者信賴度的麻煩事，因此面對使用者規模與服務品質，強化帳號安全逐漸成為不可忽視的事情，Google 於去年底開始提供 2-step verification 做多層次的帳號驗證，別於以往硬體 OTP 的方式，透過 Smartphone 使用軟體(i.e Google Authenticator) 來規模化佈署。

目前得知使用類似軟體驗證機制的服務提供者有

• Google Account
• Amazon AWS Account 
• Battle.net  
• Dropbox

在 Server 端的實作驗證流程不難，未來可能會變成一種常見的帳號驗證方法。

以下參考國外部落格文章與 Google Authenticator Android原始碼 實作 Two-Factor authentication 驗證流程，並釋出伺服器端原始碼。

[Java Performance]Chapter 2:Operating System Performance Monitoring

這篇談到如何在作業系統層級搜集數據(CPU、Memory、Network I/O、Disk I/O)，從數據中分析可能的效能問題

名詞定義：

• Performance monitoring： 使用非侵入式的方法從作業系統或應用程式搜集、觀察數據，如使用作業系統提供的工具(e.g. vmstat)搜集效能數據，但不會影響應用程式的行為與效能，這方法適用於大部份的環境(production / development/ testing ...)使用
• Performance profiling： 使用侵入式方法搜集較特定目標數據，如某method的total cpu time/輸入參數，但可能會調整到應用程式行為或者降低效能，這方法比較適用於development/ testing 環境
• Performance tuning： 通常是 monitoring與profiling之後，發覺問題進而修改程式碼 / 設定參數，增進應用程式效能

[Java Performance]Chapter 1:Strategies, Approaches, and Methodologies

在軟體開發流程中該在何時評估效能？

傳統上瀑布式開發(Analysis > Design > Code > Test)會在測試階段進行效能測式，當效能結果不符合要求，調整代價可能很高，因此在擬定需求時就需要將效能指標定義出來，由需求驅動開發過程中各階段的效能測試

• 期望的throughput為多少？

• 期望latency為多少？

• 要能負載多少的 concurrent users 或者 concurrent tasks？

• 在最大數量的 concurrent users 或者 concurrent tasks負載下，可接受的latency 或者throughput為多少？

• 最糟糕狀況下可接受的latency為多少？

• garbage collection 引入的延遲否容許？

假設某些use case可能造成高度的效能風險，那應該在Analysis階段之前製作prototype驗證效能的可行性

Java時間解析度

Inside the Hotspot VM: Clocks, Timers and Scheduling Events - Part I - Windows 說明作業系統在讀取時間與時間event(schedule/trigger)的限制，因此從java api取得的 nanosecond 的數值並不精確，越高的解析度(nanoseconds > microseconds > milliseconds)精確度越低，文中也提供了些使用上的建議。

• 需要讀取精確的時間使用 System.currentTimeMillis()
• 需要比較時間差異使用 System.nanoTime()
• 需要等待系統回應(e.g. wait/sleep)，設定時間別小於10 milliseconds