吞吐量和响应性的思考

系统的性能可以从吞吐量和响应性这两个方面考察。吞吐量衡量的是“有多少”，即限定资源的情况下，能够完成多少工作。响应性衡量的是“有多快”，即单个任务的处理时间。可以说吞吐量越大，响应越快，就表示系统的性能越好。
性能的这两个方面是完全分离的，有时候甚至是矛盾的。有人说软件设计就是权衡，其实我们能在很多地方看到对吞吐量和响应性的取舍。

1. Java gc算法的选择。Java -server缺省的gc算法是Parallel Collector，能够提高吞吐量，但是当你对响应时间更看重的时候，就需要选择Concurent Mark-Sweep(CMS)。

2. 线程上下文的切换。OS在线程上下文切换的时候会有系统开销，调度程序会为每一个可运行的线程分配一个最小执行时间，这样做是为了偿还线程切换的开销，获得更多不中断的执行时间，从整体上提高吞吐量，但这是以牺牲响应性为代价的。

3. Real-Time Java
实时系统，简单的说就是，能够在指定或者确定的时间内完成任务。系统的正确性不仅取决于系统计算结果的正确性．而且取决于正确结果产生的时间。
● “When” is as important as “what”
● “A late answer is a wrong answer”
real-time并不意味着一定比非实时“快”，而是强调执行时间的可预测性。普通Java不能做到实时，GC暂停是一个很重要的原因，因为这是开发人员无法控制和预测的因素。因此在Real-Time Java中，对GC的选择就是完全偏重于响应性。我们可以看一个对比：

对于SIP(Session Initiation Protocol) Server，实时系统的吞吐量比普通系统小，但对请求处理的延迟时间小，延迟大于50ms的只占0.3%。

Java中无符号数的处理

Java中int，short，byte都是有符号的，如果想处理无符号数，只有一个办法，用容量更大的类型替换，例如unsigned short就用int。唯一的例外是char，它本身就是无符号的，所以可以用char作为unsigned short。

那么从一个byte[]中怎么读取一个有符号的数呢？以unsigned short为例：
int unsignedShort ;
byte[]  buf = getFromSomePlace();
int b1 = buf[0];
int b2 = buf[1];

unsignedShort = (((b1 & 0xff) << 8) | (b2 & 0xff))

那么，((b1 & 0xff) << 8)是什么意思呢？
首先， &  操作符会自动提升byte到int。
然后看b1&0xff的含义。大于2^15-1的无符号short，用两位byte表示，最高位为1。因为Java中都是有符号的数，最高位是符号位，为1表示负数。当byte扩充为int时，扩充位全都会变成1，b1 & 0xff就是将高位的1去掉。
最后是位移8位，和下一个byte拼接成unsigned short。

对于unsigned short，其实还可以用char存储：

char unsignedShort = (char) (b1 << 8 | b2);

我们去查看DataInput的javadoc，readUnsignedShort就是这样的。那位同学说了，我怎么去看DataInputStream的实现不是这样的，
public final int readUnsignedShort() throws IOException {
        int ch1 = in.read();
        int ch2 = in.read();
        if ((ch1 | ch2) < 0)
            throw new EOFException();
        return (ch1 << 8) + (ch2 << 0);
}

没有什么&0xff。问题就在in.read()。InputStream的read方法返回的是int，从api描述可以看出：
Reads the next byte of data from the input stream. The value byte is returned as an int in the range 0 to 255.
可以看出，实际上返回的是一个无符号的byte，内部已经做了转换。我们可以看一个具体的实现，ByteArrayInputStream.read()
public int read() throws IOException {
        if (closed) {
            throw new IOException("Stream closed");
        } else if (index >= limit) {
            return -1; // EOF
        } else {
            return buffer[index++] & 0xff;
        }
}

也就是说，Java中没有unsigned byte，InputStreamde read方法都统一返回int，所以DataInputStream中就不用再转换了。