以下内容主要来自网络以及《有效使用内存优化》
什么是程序的性能优化
对程序的执行过程进行调整，从而让程序可以更高效率的处理业务请求或提供更好的用户体验。
因此在程序优化过程中，需要优先定义好评估程序执行性能的相关指标，根据经验：人们主要使用CPU占用率，IO吞吐率，内存占用率，QPS，TPS，OPS，IOPS，请求时延，TP90，TP99等指标描述程序的执行性能。
QPS: Query per second，每秒查询率，一般用于描述一台服务器一秒能支持的查询次数。
TPS：Transactions Per Second，每秒事务处理次数。描述服务器每秒可以处理的事务数量。
OPS：每秒操作数。描述程序每秒可以支持操作的数量。
IOPS：每秒可以进行IO操作的数量。
请求时延：一个请求发出后，到完成所需要的时间。
TP90：一个特定的时间段内，90%的请求时延是多少，例如在5分钟内，90%的请求处理时延小于10ms。
TP99：一个特定的时间段内，99%的请求时延是多少。例如5分钟内，99%的请求处理时延小于10ms等。
吞吐量：描述单位时间内，系统和程序所能处理的最大数据量。
性能优化需要掌握哪些知识
要掌握程序的性能优化，计算机基础知识的掌握是必不可少的。
现代计算机由中央处理器，存储子系统，IO子系统三大系统组成，这三部分的基础知识都需要有所掌握和了解（明白其工作原理）。
1：CPU基础知识
对CPU部分，需要掌握CPU的构成单元，CPU如何从主存中读取数据，什么是CPU的数据总线，什么是CPU的地址总线；以及CPU执行一条计算指令，其过程是什么样子；现代CPU都使用了哪些提高执行效率的技术（流水线，乱序执行，Cache，多核）以及这些技术有什么优缺点。
2：存储子系统
对于存储子系统，需要了解存储系统的层级结构，cpuCache->ram->disk，掌握访问不同层级的存储有什么差别（带宽，速度等），以及了解什么是物理空间，什么是虚拟地址空间。
3：IO系统知识
了解IO系统任何被访问。
除了以上基础知识，要进行程序的性能优化，OS和编译器的知识也是必须要掌握的。
4：OS知识
OS如何如何进行进程调度，如何进行内存分配，如何访问IO设备，如何提供上层接口（什么是系统调用，系统调用如何被执行）等。
5：编译器知识
了解编译器将高级语言编译为可执行代码时，如何进行优化。
性能优化的原则
在进行程序性能优化分析之前，有一些基本原则需要遵守
1：被优化的程序已经趋于稳定，而不是一个漏洞百出有缺陷的程序。
2：在进行程序优化时，对系统代码的熟悉比对优化工具的熟悉更有意义。
3：对程序的优化基于实际有效数据而不是基于猜测。
4：程序确实存在性能问题，例如CPU利用率不高，但业务体验不好等问题。
如何进行性能优化
程序的性能优化，没有捷径可走，大体的方法就是
测试->分析->修改->测试对比。
通过外部条件确定的情况下，进行测试得到基准数据，利用各种方式（阅读代码，工具分析）寻找热点函数，对热点函数进行修改优化，修改优化完成后重新进行测试验证，检查性能是否有改善。
Linux下常见分析工具
在程序性能优化时，perf可以用于分析跟踪热点函数；Strace可以来跟踪程序对系统调用的使用；top可检查进程对cpu占用情况；vmstat可检查虚拟内存，io读写情况；iostat可监控磁盘读写活动；netstat可监控网卡读写活动。
性能优化常见编码技巧
1：数据对齐
当今的计算机在计算机内存中读写数据时都是按字(word)大小块来进行操作的(在32位系统中，数据总线宽度为32，每次能读取4字节，地址总线宽度为32，因此最大的寻址空间为2^32=4GB，但是最低2位A[0],A[1]是不用于寻址，A[2-31]才能与存储器相连，因此只能访问4的倍数地址空间。这样导致如果读取数据的地址不是4的倍数，则需要两次访问才能获取全部所需数据。因此如果代码中出现太多的数据访问地址不是在4的倍数位置，则对程序性能会造成额外影响。
代码样例如下
2：充分利用CPUcache，将待访问数据安排在一起
由于cache一次会读取临近若干数据，因此将经常使用的数据安排在一起可以提高cache使用的命中率，从而提高程序的访问性能。
3：展开循环
展开循环是一种有效的代码优化手段，由于现代CPU都是流水线型CPU，在进行分支语句的处理时会表现得过度敏感，从而降低程序的执行速度，展开循环后，从而可以提高流水线的利用效率。
4：消除数据相关性
如果请求的RAM单元存在地址数据一致性（也就时说，一个单元包含另外一个单元的地址，则CPU无法并行执行，在得到地址之前必须等待）。
代码样例如下：
5：只在必要时才访问内存
非必要情况下，完全可以在原始内存上进行操作，而不需要重新移动或复制一块新内存，例如C++代码中，函数的参数传递，返回值等尽可能使用引用。
6：多核场景下，为每个核分配单独的数据结构，减少竞争。
