非機能要件と、性能チェックポイント

各資料を基にしたまとめ。

非機能要件とは

• 「性能問題」と言われたりする。では「性能問題」とは何か。
• 「性能問題」が発生する条件とは何か。
• その中でのプログラムの位置付け
• プログラムが備えるべき特性

基本

非機能要求グレードご紹介～システム基盤における非機能要求の見える化ツール～
システム構築の上流工程強化（非機能要求グレード）：IPA 独立行政法人 情報処理推進機構
非機能要件 - Wikipedia
Non-functional requirement - Wikipedia

詳細

DBアクセスおよびDBサーバーの問題

SQL文の発行回数

• 大原則：SQLを発行する回数は少ない方が良い。
• 保留や例外：どれくらい減らすのは有効で、どれくらい減らすのは無駄か。
• 実装レベルでSQL発行回数を減らす方法（結合、キャッシュ、etc.）を工夫する。

個々のSQL文の改善

• 実行計画の検討
• バインド変数の利用

データモデリングとDB表

• 正規化の得失

DBリソースの取得と解放

• 解放漏れがあった場合の影響
• 解放漏れの探し方

APサーバーの問題

時間計算量と空間計算量のトレードオフに関わる問題

• GC概要
• 連続メモリ領域の要求
• トレードオフを招くambivalentなキャッシュ

トレードオフになりづらい計算量の改善

• ループ内処理の順序の最適化
• 文字列加算の抑制
• オブジェクト生成の抑制
• 適切なキャッシュ

トレードオフになりづらいメモリ使用量の抑制

• 適切なキャッシュ（immutableオブジェクト）
• オブジェクト生成の抑制（遅延生成など）
• ここでも正規化
• クラスの属性を減らす
• トレードオフになりづらいディスクI/Oの問題
  • 一時ファイル利用の得失
• 同期処理（synchronization）に関わる問題
• Tips
  • 文字列関連クラスの扱い（String、StringBuffer、equals()、hashCode()
    etc.）
  • 参照の繋ぎ方に気をつけよう
  • 配列に気をつけよう
  • n^2の計算量を避ける手法。
  • 何でもかんでも配列やリストを利用するのではなく、Map（連想配列）を積極的に利用しよう。
  • Map（連想配列）のキーにStringを使うのは避けよう。
    • etc.

プログラムのタイプごとに固有の問題

オンライン・リアルタイム処理（サーブレット等）

• オブジェクトの寿命と可視範囲：
• JVM（正確にはクラスローダー）に対応するオブジェクト
• HttpSessionに対応に対応するオブジェクト
• HttpRequestに対応に対応するオブジェクト
• ユーザーの挙動（性能低下 -> ログオフしない -> メモリ逼迫 ->
  gc頻発、という悪循環）

いわゆるバッチ

• 実行時間とキュー詰まりの問題
• 通常のJavaバッチ
  • メモリリークの避け方

トラブルシューティングやテストに使えるツール

• SQL監視ツール
• JVMプロファイラ
• OSリソース監視ツール
• 負荷テストツール
• heapdump、javacore、GCログ分析ツール

参考

オラクルコンサルが語る！性能問題を防ぐ適切な性能テスト手法とボトルネック解析手法
AWS システム構築 非機能要件ヒアリングシートを公開してみた | DevelopersIO

以上、参考になればさいわいです。