So steigern Sie die Leistung einer monolithischen Anwendung

Trotz der wachsenden Beliebtheit von Microservices aufgrund ihrer Skalierbarkeit und Flexibilität verwenden viele Anwendungen immer noch ein monolithisches Design. Für viele Anwendungsfälle können monolithische Anwendungen erfolgreich sein, bei denen das System als einzelne Einheit konzipiert ist. Allerdings kann die Leistung sinken, wenn diese Systeme größer und komplizierter werden. Eine vollständige Umstellung auf Microservices ist nicht immer notwendig, um die Leistung eines Monolithen zu steigern. Wenn Sie die entsprechenden Taktiken anwenden, können Sie die Leistung Ihres Monolithen erheblich steigern, ohne große architektonische Überarbeitungen vornehmen zu müssen.

In diesem Artikel werden Möglichkeiten zur Optimierung der Codeeffizienz, Datenbankinteraktionen, Caching und Infrastrukturskalierung erörtert, um die Leistung monolithischer Anwendungen zu verbessern.

1. Optimieren Sie Datenbankabfragen und Indizierung

Ineffiziente Datenbankabfragen sind einer der häufigsten Engpässe in monolithischen Programmen. Durch die Optimierung der Art und Weise, wie Ihre Anwendung mit der Datenbank kommuniziert, können erhebliche Leistungssteigerungen erzielt werden.

Strategien:

? Indexoptimierung:Stellen Sie sicher, dass Ihre am häufigsten abgefragten Felder über die richtigen Indizes verfügen.

? Abfrageoptimierung: Vermeiden Sie N 1-Abfrageprobleme durch den Einsatz von Eager-Loading- oder Batch-Fetching-Techniken. Stellen Sie sicher, dass komplexe Abfragen auf Geschwindigkeit optimiert sind.

? Gespeicherte Prozeduren verwenden:Verlagern Sie komplexe Geschäftslogik mit gespeicherten Prozeduren in die Datenbank, um die zwischen der Anwendung und der Datenbank übertragenen Daten zu reduzieren.

Beispiel: Verbesserung der Abfrageeffizienz

❌ Anstelle von:

SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 123;

✅ Verwendung:

SELECT order_id, order_date FROM orders WHERE customer_id = 123 AND status = 'completed';

2. Implementieren Sie Caching-Strategien

Eine effektive Möglichkeit, die Belastung Ihrer Anwendung und Datenbank zu verringern, ist die Verwendung von Caching. Reaktionszeiten können durch die Speicherung häufig aufgerufener Daten erheblich beschleunigt werden.

Strategien:

? In-Memory-Caching:Verwenden Sie Tools wie Redis oder Memcached, um häufig angeforderte Daten im Speicher zwischenzuspeichern.

? HTTP-Caching: Implementieren Sie clientseitiges und serverseitiges Caching für HTTP-Anfragen, um zu vermeiden, dass dieselben Daten mehrmals verarbeitet werden.

? Abfrageergebnis-Caching: Zwischenspeichern der Ergebnisse von Datenbankabfragen, die sich nicht oft ändern, wie Produktdetails oder statische Daten.

Beispiel: Redis-Cache in Node.js implementieren

import redis from 'redis';
const client = redis.createClient();

const getCachedData = async (key: string, fetchFunction: Function) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    client.get(key, async (err, data) => {
      if (err) reject(err);
      if (data) {
        resolve(JSON.parse(data));
      } else {
        const freshData = await fetchFunction();
        client.setex(key, 3600, JSON.stringify(freshData)); // Cache for 1 hour
        resolve(freshData);
      }
    });
  });
};

3. Reduzieren Sie die Komplexität von Monolithen durch Modularisierung

Monolithische Apps verursachen häufig technologische Schulden und werden mit zunehmender Größe schwieriger zu warten. Sie können die Wartbarkeit und Geschwindigkeit verbessern, indem Sie komplizierte Geschäftslogik in kleinere, besser verwaltbare Komponenten zerlegen, indem Sie Ihren Monolithen modularisieren.

Strategien:

? Service Layer Refactoring: Refaktorieren Sie Ihre monolithischen Dienste basierend auf der Funktionalität in unterschiedliche Module, was die Leistung verbessern und gegenseitige Abhängigkeiten reduzieren kann.

? Domain-Driven Design (DDD): Organisieren Sie Ihre Codebasis in Domänen mit klaren Grenzen und Verantwortlichkeiten. Dieser Ansatz hilft, Leistungsprobleme zu isolieren und ermöglicht eine einfachere Skalierung einzelner Komponenten.

? Codezerlegung: Teilen Sie große Funktionen oder Klassen in kleinere, effizientere auf.

4. Horizontale Skalierung

Die Skalierung einer monolithischen Anwendung kann eine größere Herausforderung darstellen als die Skalierung von Microservices, eine horizontale Skalierung ist jedoch immer noch möglich. Durch das Hinzufügen weiterer Instanzen der gesamten Anwendung und die Verteilung des Datenverkehrs zwischen ihnen können Sie höhere Lasten bewältigen.

Strategien:

? Load Balancer:Verwenden Sie einen Load Balancer, um den Datenverkehr gleichmäßig auf mehrere Instanzen Ihres Monolithen zu verteilen.

? Zustandslose Dienste: Stellen Sie sicher, dass die Dienste Ihres Monolithen zustandslos sind, sodass jede Instanz jede Anfrage bearbeiten kann, ohne von vorherigen Zuständen abhängig zu sein.

? Automatische Skalierung: Nutzen Sie Cloud-Dienste wie AWS Elastic Beanstalk oder Kubernetes, um Ihren Monolithen automatisch je nach Auslastung zu skalieren.

Beispiel: Skalierung mit NGINX

upstream backend {
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
    server backend3.example.com;
}

server {
    location / {
        proxy_pass http://backend;
    }
}

5. Asynchrone Verarbeitung

Bei ressourcenintensiven Aufgaben, die nicht in Echtzeit erledigt werden müssen (wie das Versenden von E-Mails, die Verarbeitung großer Datensätze oder das Erstellen von Berichten), kann die Implementierung einer asynchronen Verarbeitung die Belastung Ihres Monolithen erheblich reduzieren.

Strategien:

? Aufgabenwarteschlangen:Verwenden Sie Tools wie RabbitMQ, Amazon SQS oder BullMQ für Node.js, um zeitaufwändige Aufgaben in eine Hintergrundwarteschlange zu verlagern.

? Job Scheduling: Schedule jobs to be processed during off-peak hours to reduce the real-time load on your system.

? Worker Threads: In environments like Node.js, leverage worker threads to execute CPU-intensive tasks without blocking the main thread.

Example: Using BullMQ for Asynchronous Processing in Node.js

import { Queue } from 'bullmq';
const emailQueue = new Queue('emailQueue');

const sendEmail = async (emailData) => {
  await emailQueue.add('sendEmailJob', emailData);
};

// Worker to process the job
const emailWorker = new Worker('emailQueue', async job => {
  // Logic for sending email
  console.log(`Sending email to ${job.data.recipient}`);
});

6. Improve I/O Operations

Monolithic applications often become slow due to inefficient I/O operations, such as file handling or API requests. Optimizing I/O operations can reduce waiting times and improve the overall responsiveness of the application.

Strategies:

? Batch Processing: Where possible, process data in batches rather than one at a time. For example, instead of saving each file separately, group them into a batch operation.

? Stream Data: Use streaming APIs for file and network I/O to handle data incrementally, reducing memory overhead and improving speed.

? Non-blocking I/O: Implement non-blocking I/O to improve the responsiveness of your application, especially in environments like Node.js.

7. Leverage Containerization

Even though your application is monolithic, you can leverage containers (e.g., Docker) to isolate different components, improve resource allocation, and enable easier scaling.

Strategies:

? Containerize Your Monolith: Dockerize your application to ensure consistent deployments and resource management.

? Use Kubernetes for Orchestration: Kubernetes can help you manage the scaling and availability of your monolith by running multiple containerized instances.

Conclusion

If optimized appropriately, monolithic programs can nevertheless deliver good performance. You may greatly increase the performance and dependability of your monolith by concentrating on important areas like database interactions, caching, modularization, and horizontal scaling. Even though microservices have numerous benefits, a well-optimized monolith can continue to meet your needs for many years with the correct approaches.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonSo steigern Sie die Leistung einer monolithischen Anwendung. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!