# 性能效率
性能效率要素包括有效地使用计算资源以满足系统要求的能力以及在需求变化和技术改进时保持此效率的能力。
性能效率支柱概述了设计原则、最佳实践和问题。如需有关具体实施的说明性指导，请参阅[《性能效率支柱》白皮书](https://docs.aws.amazon.com/wellarchitected/latest/performance-efficiency-pillar/welcome.html?ref=wellarchitected-wp)。
**Topics**
+ [设计原则](perf-dp.md)
+ [定义](perf-def.md)
+ [最佳实践](perf-bp.md)
+ [资源](perf-resources.md)
# 设计原则
在云中实现性能效率有五个设计原则：
+ **普及先进技术**：通过将复杂的任务委派给云供应商，让您的团队更顺畅地实施高级技术。与要求您的 IT 团队学习有关托管和运行新技术的知识相比，考虑将新技术作为服务使用是一种更好的选择。例如，NoSQL 数据库、媒体转码和机器学习都是需要专业知识才能使用的技术。在云中，这些技术会转变为团队可以使用的服务，让团队能够专注于产品开发，而不是资源预置和管理。
+ **数分钟内实现全球化部署**：您可以在全球多个 AWS 区域中部署工作负载，从而以更低的成本为客户提供更低的延迟和更好的体验。
+ **使用无服务器架构**：借助无服务器架构，您无需运行和维护物理服务器即可执行传统计算活动。例如，无服务器存储服务可以充当静态网站（从而无需再使用 Web 服务器），事件服务则可以实现代码托管。这不仅能够消除管理物理服务器产生的运行负担，还可以借由以云规模运行的托管服务来降低业务成本。
+ **更频繁地进行实验**：利用虚拟资源和可自动化的资源，您可以使用不同类型的实例、存储或配置来快速进行比较测试。
+ **考虑软硬件协同编程**：了解如何使用云服务，并始终使用最适合您工作负载目标的技术方法。例如，在选择数据库或存储方法时考虑数据访问模式。
# 定义
在云中实现性能效率包括五个方面的最佳实践：
+ **架构选择**
+ **计算和硬件**
+ **数据管理**
+ **联网和内容分发**
+ **流程和文化**
采用数据驱动型方法来构建高性能架构。收集架构各方面的数据，从总体设计到资源类型的选择与配置都包括在内。
定期审核您的选择，确保充分利用不断发展的 AWS 云的优势。监控可以确保您随时发现与预期性能的偏差。您可以对您的架构作出权衡以便提高性能，例如使用压缩或缓存，或放宽一致性要求。
# 最佳实践
**Topics**
+ [架构选择](perf-arch.md)
+ [计算和硬件](perf-compute.md)
+ [数据管理](perf-data.md)
+ [联网和内容分发](perf-networking.md)
+ [流程和文化](perf-process.md)
# 架构选择
针对特定工作负载的最佳解决方案各不相同，而且解决方案通常会结合多种方法。Well-Architected 工作负载会使用多种解决方案，并且允许使用各种不同的功能来提高性能。
我们提供多种类型和配置的 AWS 资源，可让您更轻松地找到最能满足您的需求的方法。此外，我们还提供了无法使用本地基础设施轻松实现的选项。例如，Amazon DynamoDB 之类的托管服务可以提供完全托管的 NoSQL 数据库，确保在任何规模下都只会有几毫秒的延迟。
以下问题主要针对性能效率方面的注意事项。（有关性能效率问题的列表和最佳实践，请参阅 [Appendix](a-performance-efficiency.md)）。
| PERF 1: How do you select appropriate cloud resources and architecture patterns for your workload? |
| --- |
| Often, multiple approaches are required for more effective performance across a workload. Well-Architected systems use multiple solutions and features to improve performance. |
# 计算和硬件
适合特定工作负载的最佳计算方案会因应用程序设计、使用模式和配置设置而有所不同。架构可能会使用不同的计算方案来支持各种组件，并允许使用不同的功能来提高性能。为架构选择错误的计算方案可能会降低性能效率。
在 AWS 中，计算资源有三种形式：实例、容器和函数：
+ **实例**是虚拟化服务器，因此您只需通过一个按钮或一次 API 调用即可对其功能进行调整。因为云中的资源决策不是固定不变的，所以您可以尝试使用不同的服务器类型。在 AWS 中，这些虚拟服务器实例具有不同的系列和大小，并且可以提供各种功能，包括固态硬盘（SSD，Solid-State Drive）和图形处理单元（GPU，Graphics Processing Unit）。
+ **容器**是一种操作系统虚拟化方法，允许您在资源隔离的进程中运行应用程序及其依赖项。AWS Fargate 是适用于容器的无服务器计算引擎。如果您需要控制计算环境的安装、配置和管理，则可以使用 Amazon EC2。此外，您还可以从多个容器编排平台中进行选择：Amazon Elastic Container Service（ECS）或 Amazon Elastic Kubernetes Service（EKS）。
+ **函数**从您想要应用的代码中抽象出运行环境。例如，AWS Lambda 允许您在不运行实例的情况下运行代码。
以下问题主要针对性能效率方面的注意事项。
| PERF 2: How do you select and use compute resources in your workload? |
| --- |
| The more efficient compute solution for a workload varies based on application design, usage patterns, and configuration settings. Architectures can use different compute solutions for various components and turn on different features to improve performance. Selecting the wrong compute solution for an architecture can lead to lower performance efficiency. |
# 数据管理
针对特定系统的最佳数据管理解决方案往往取决于数据类型（数据块、文件或对象）、访问模式（随机或连续）、所需吞吐量、访问频率（在线、离线、归档）、更新频率（WORM、动态）以及可用性与持久性限制等因素。Well-Architected 工作负载使用专门构建的数据存储，这些存储允许使用不同的功能来提高性能。
在 AWS 中，存储有三种形式：对象、数据块和文件：
+ **对象存储**提供了一个可扩展的耐用平台，允许从任何互联网位置访问数据，适用于用户生成的内容、活跃的存档、无服务器计算、大数据存储或备份，以及恢复。Amazon Simple Storage Service（Amazon S3）是一种对象存储服务，提供行业领先的可扩展性、数据可用性、安全性和性能。Amazon S3 的耐用性可达到 99.999999999%（11 个 9），为全球各地的公司存储数百万个应用程序的数据。
+ **数据块存储**可为每个虚拟主机提供具有高可用性、一致性且低延迟的数据块存储，类似于直连式存储（DAS）或存储区域网络（SAN）。Amazon Elastic Block Store（Amazon EBS）旨在满足需要持久性存储的工作负载的需求，此类持久性存储可通过 EC2 实例访问，可助力您根据适合的存储容量、性能和成本对应用程序进行微调。
+ **文件存储**可以跨多个系统提供对共享文件系统的访问。Amazon Elastic File System（Amazon EFS）等文件存储解决方案非常适合大型内容存储库、开发环境、媒体存储或用户主目录等使用案例。Amazon FSx 让您可以经济高效地启动和运行常用文件系统，因此您可以利用应用广泛的开源和商业许可文件系统的丰富功能集和高速性能。
以下问题主要针对性能效率方面的注意事项。
| PERF 3: How do you store, manage, and access data in your workload? |
| --- |
| The more efficient storage solution for a system varies based on the kind of access operation (block, file, or object), patterns of access (random or sequential), required throughput, frequency of access (online, offline, archival), frequency of update (WORM, dynamic), and availability and durability constraints. Well-architected systems use multiple storage solutions and turn on different features to improve performance and use resources efficiently. |
# 联网和内容分发
适合某个工作负载的最佳网络解决方案会因延迟、吞吐量要求、抖动和带宽而有所不同。物理限制（例如用户资源或本地资源）决定位置选项。这些限制可以通过边缘站点或资源置放来抵消。
在 AWS 中，网络资源以虚拟化形式存在，而且支持多种类型和配置。这让您可以更轻松地找到贴合您需求的网络方案。AWS 提供多种产品功能（例如增强联网、Amazon EC2 网络优化实例、Amazon S3 Transfer Acceleration 和动态 Amazon CloudFront）来优化网络流量。AWS 还可以提供多种联网功能（例如 Amazon Route 53 延迟路由、Amazon VPC 端点、AWS Direct Connect 和 AWS Global Accelerator）来减少网络距离或抖动。
以下问题主要针对性能效率方面的注意事项。
| PERF 4: How do you select and configure networking resources in your workload? |
| --- |
| This question includes guidance and best practices to design, configure, and operate efficient networking and content delivery solutions in the cloud. |
# 流程和文化
在最初构建工作负载时，您可以采用一些原则和实践，来协助您更好地运行高效、高性能的云工作负载。要采用能提高云工作负载性能效率的文化，请考虑以下关键原则和实践。
要打造这种文化，请考虑以下关键原则：
+ **基础设施即代码：**使用 AWS CloudFormation 模板之类的方法定义您的基础设施即代码。使用模板，您可以将您的基础设施与应用程序代码和配置一道放入源代码控制中。这使您能够将用于开发软件的实践应用到基础设施，从而能够快速迭代。
+ **部署管道：**使用持续集成/连续部署（CI/CD）管道（例如，源代码存储库、构建系统、部署和测试自动化）来部署您的基础设施。这使您能够以可重复、一致且低成本的方式进行迭代部署。
+ **明确定义的指标：**设置并监控指标以捕获关键性能指标（KPI）。我们建议您使用技术和业务指标。网站或移动应用程序的关键指标是首个字节捕获时间或渲染时间。其他常规的适用指标包括线程计数、垃圾收集速率以及等待状态。业务指标，如单次请求累计总成本，可以提醒您留意降低成本的方法。仔细考虑解读指标的方式。例如，您可以选择最大值或第 99 个百分位数，而不是平均值。
+ **自动性能测试：**作为部署过程的一部分，在快速运行测试成功通过后自动开始性能测试。自动化应创建新环境、设置初始条件（如测试数据），然后执行一系列基准和负载测试。这些测试的结果应回绑到构建中，以便您可以随着时间推移跟踪性能变化。对于长时间运行的测试，您可以使管道的这一部分与构建的剩余部分异步进行。或者，您也可以使用 Amazon EC2 竞价型实例来通宵执行性能测试。
+ **负载生成：**您应该创建复制综合或预先记录的用户旅程的一系列测试脚本。这些脚本应该是幂等的，而不是耦合，您可能需要包含“预热”**脚本以便产生有效结果。测试脚本应尽可能再现生产中的使用行为。您可以使用软件或软件即服务（SaaS）解决方案来生成负载。考虑使用 [AWS Marketplace](https://aws.amazon.com/marketplace/) 解决方案和[竞价型实例](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/using-spot-instances.html) – 它们是用于生成负载的经济高效的方法。
+ **性能可见性：**关键指标应该对您的团队可见，尤其是针对每个构建版本的指标。这让您能够随着时间推移看到所有重大的正面或负面趋势。您还应展示有关错误或异常数量的指标，以确保测试的是正常工作的系统。
+ **可视化：**使用可视化技术，清楚了解出现性能问题、热点、等待状态或低利用率的位置。在架构图上叠加性能指标 – 调用图表或代码有助于快速发现问题。
+ **定期审查流程：**通常，不存在或不完整的性能审核流程会导致架构性能不佳。如果您的架构性能不佳，请实施性能审核流程，以便推动迭代改进。
+ **持续优化：**采用一种文化，不断优化云工作负载的性能效率。
以下问题主要针对性能效率方面的注意事项。
| PERF 5: What process do you use to support more performance efficiency for your workload? |
| --- |
| When architecting workloads, there are principles and practices that you can adopt to help you better run efficient high-performing cloud workloads. To adopt a culture that fosters performance efficiency of cloud workloads, consider these key principles and practices. |
# 资源
请参阅以下资源，详细了解提升性能效率的最佳实践。
## 文档
+ [Amazon S3 Performance Optimization](https://docs.aws.amazon.com/AmazonS3/latest/dev/PerformanceOptimization.html?ref=wellarchitected-wp)
+ [Amazon EBS Volume Performance](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/EBSPerformance.html?ref=wellarchitected-wp)
## 白皮书
+ [性能效率支柱](https://docs.aws.amazon.com/wellarchitected/latest/performance-efficiency-pillar/welcome.html?ref=wellarchitected-wp)
## 视频
+ [AWS re:Invent 2019: Amazon EC2 foundations (CMP211-R2)](https://www.youtube.com/watch?v=kMMybKqC2Y0&ref=wellarchitected-wp)
+ [AWS re:Invent 2019: Leadership session: Storage state of the union (STG201-L)](https://www.youtube.com/watch?v=39vAsGi6eEI&ref=wellarchitected-wp)
+ [AWS re:Invent 2019: Leadership session: AWS purpose-built databases (DAT209-L)](https://www.youtube.com/watch?v=q81TVuV5u28&ref=wellarchitected-wp)
+ [AWS re:Invent 2019: Connectivity to AWS and hybrid AWS network architectures (NET317-R1)](https://www.youtube.com/watch?v=eqW6CPb58gs&ref=wellarchitected-wp)
+ [AWS re:Invent 2019: Powering next-gen Amazon EC2: Deep dive into the Nitro system (CMP303-R2)](https://www.youtube.com/watch?v=rUY-00yFlE4&ref=wellarchitected-wp)
+ [AWS re:Invent 2019: Scaling up to your first 10 million users (ARC211-R)](https://www.youtube.com/watch?v=kKjm4ehYiMs&ref=wellarchitected-wp)