Java Performance Tuning

Das mit Java hoch performante, kommerzielle e-Commerce-Systeme entwickelt werden können beweisen zahlreiche Beispiele. Doch die Optimierung von Java-Anwendungen ist nicht trivial. Aber es gibt ein sehr umfangreiches Feld an Methoden und Werkzeugen um die Performance von Java-Anwendungen zu optimieren. Es werden die typischen Ursachen für die Entstehung von Performance-Engpässen gezeigt und mit welchen Strategien diese im Vorfeld vermieden werden können. Ziel des Seminars ist es den Teilnehmer die methodische Analyse der Performance von Java-Enterprise-Anwendungen zu zeigen. Hierzu werden die JDK eigenen, Open Source- und kommerzielle Werkzeuge eingesetzt. Somit lernen die Teilnehmer anhand von Übungen Schritt-für-Schritt, wie Performance-Engpässe in realen Anwendungen aufgezeigt und gelöst werden können.

Agenda

Grundlagen der Java-Performance

Einführung in Performance-Tuning

• Bedeutung von Performance-Optimierung in Java-Anwendungen
• Typische Engpässe in Business-Anwendungen & Microservices
• Wichtige Metriken: Latenz, Durchsatz, Ressourcenverbrauch
• Performance-Tuning-Methodik: Messen → Analysieren → Optimieren
• Analyse einer langsamen Java-Anwendung und Identifikation von Engpässen

Java-Speichermodell & Garbage Collection (GC) Tuning

• Speicherbereiche in Java: Heap, Stack, Metaspace
• Garbage Collection (GC): Serial, Parallel, G1, ZGC, Shenandoah
• GC-Optimierung mit JVM-Optionen
• Spezifika für Jakarta EE: JPA-Speicherverbrauch & EntityManager-Handling
• Vergleich verschiedener GC-Algorithmen und Analyse von GC-Logs mit JFR & jcmd

CPU-Optimierung & Concurrency-TuningProfiling & Benchmarking mit modernen Tools

• JVM-Tools: jcmd, jconsole, jstat, jstack
• Fortgeschrittene Profiler: Java Flight Recorder (JFR), Async Profiler
• Micro-Benchmarking mit JMH
• Identifikation von CPU-Bottlenecks und Optimierung einer CPU-intensiven Methode

Threading & Concurrency-Optimierung

• Threading-Modelle in Java & typische Probleme (Lock Contention, Deadlocks)
• Optimierung von synchronized, ReentrantLock, CompletableFuture, ForkJoinPool
• Virtual Threads (Project Loom) und Structured Concurrency
• Thread-Pool-Optimierung für Jakarta-EE-Container
• Vergleich von klassischen Threads mit Virtual Threads und Optimierung einer Multi-Threaded-Anwendung

Anwendungsnahe OptimierungenJVM-Optimierung & Best Practices

• JVM-Optionen für die Performance (-Xms, -Xmx, -XX:MaxMetaspaceSize)
• Grundlagen zu GraalVM: Architektur, Vorteile und Einsatzmöglichkeiten
• Just-In-Time (JIT) Compiler & GraalVM-Optimierungen
• Speichereffizientes Design: String Deduplication, Object Pools
• Analyse von JIT-Optimierungen und Optimierung von JVM-Parametern

Performance-Optimierung in Microservices

• Latenzoptimierung in REST & gRPC
• Jakarta EE vs. Quarkus vs. Spring Boot: JPA, CDI, Datasource-Tuning
• Verbindungspooling optimieren
• Serialization-Overhead reduzieren: JSON-B, Kryo, Avro
• Performance-Vergleich von REST vs. gRPC und Optimierung eines Beispiel-Microservices

Anwendung & Ausblick

• Anwendung der wichtigsten Techniken an einer Beispielanwendung
• Analyse und Optimierung von Performance-Problemen im Zusammenspiel
• Diskussion von Best Practices & weiterführenden Ressourcen

Teilnehmerkreis und Voraussetzungen

Erfahrene Java-Entwickler, insbesondere aus den Bereichen Business-Anwendungen und Microservices (Spring Boot, Quarkus, Jakarta EE)

• Fundierte Kenntnisse in der Java-Programmierung (z. B. Collections, Streams, Threads)
• Erfahrung mit dem Entwickeln von Java-Anwendungen (Spring Boot, Jakarta EE o. Ä.)
• Grundlegendes Verständnis von JVM-Konzepten (Klassen, Threads, Speicherverwaltung)

Online-Schulung mit Zoom.

Uhrzeit 09:00 Uhr bis 16:00 Uhr.

Technik Du kannst wählen, ob Du die Schulung auf dem eigenen Rechner machen möchtest oder Du einen virtuellen Rechner von uns nutzen möchtest. Der Rechner wird über einen aktuellen Browser angesteuert. Hier ist der Testlink zu einem virtuellen Rechner: -> Test-Rechner bei DESKMATE (neues Fenster). Es ist ausreichend, wenn auf dem Desktop "deskMate" seht.

Voraussetzungen für eine Online-Schulung pro Teilnehmer – stabiles Internet – Webcam und Lautsprecher – ein ruhiger Platz – ggf. Admin-Rechte – Empfehlung: 2 Bildschirme