Machen Sie Ihre App zukunftssicher: Überlegungen zur Skalierbarkeit für langfristigen Erfolg

Optimieren Sie Kosten und Leistung, indem Sie Ihre App skalieren, um den steigenden Kundenanforderungen gerecht zu werden.

Einführung

Egal, ob Sie die Einführung einer neuen App planen oder sich ein exponentielles Wachstum Ihrer vorhandenen App vorstellen, Sie müssen sich mit der Skalierung von Apps auskennen!

Stellen Sie sich vor, Ihr Produkt wird zum nächsten großen Ding wie Candy Crush Saga, Pokemon Go, Instagram oder Snapchat, mit Millionen von Downloads pro Minute.

Wie reibungslos wird Ihre App diese erhöhte Belastung bewältigen? Wird es ein nahtloses Erlebnis wie bei Netflix oder steht Ihnen ein frustrierendes Benutzererlebnis mit schlechter Leistung oder Unzuverlässigkeit der App bevor?

Skalierbarkeit ist der Schlüssel zu nachhaltigem Unternehmenswachstum. Sie ist nicht nur ein Thema für zukünftige Überlegungen, wenn der Erfolg anklopft – sie ist das Fundament, das das Schicksal Ihrer Anwendung bestimmt.

Candy Crush Saga konnte seinen Umsatz in nur einem Jahr um das 12-fache steigern. Noch beeindruckender ist jedoch, dass dieses Wachstum mit einer nur 6-fachen Kostensteigerung möglich war, was zu einer fast 70-fachen Steigerung des Betriebsergebnisses führte.

Dies ist die Leistung, die Skalierbarkeit bietet!

In diesem Blog wird alles behandelt, von den kleinsten Details der App-Skalierung bis hin zu den Herausforderungen, die Sie bei der Skalierung Ihrer App erwarten.

Was ist Anwendungsskalierbarkeit?

Skalierbarkeit ist die Flexibilität einer Anwendung.

Es ist wichtig, sich an unterschiedliche Nachfrageniveaus anzupassen. Ihre Anwendung muss unabhängig von der Anzahl der Benutzer konstant erstklassige Leistung liefern, ohne dabei Geschwindigkeit, Funktionalität oder Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen.

Es gibt zwei Arten von Skalierungs-Apps: horizontale Skalierbarkeit und vertikale Skalierbarkeit.

Vertikale Skalierung vs. horizontale Skalierung

Horizontale Skalierbarkeit: Hinzufügen neuer Ressourcen zu Ihrem System.

Vertikale Skalierbarkeit: Erweitern Sie Ihre vorhandenen Ressourcen mit mehr Leistung.

Technologiegiganten wie Google, Facebook, Amazon und Zoom setzen auf horizontale Skalierung. Horizontale Skalierung ist zwar teuer, komplex und erfordert Wartung, sorgt jedoch für weniger Ausfallzeiten und mehr Flexibilität. ERP-Software wie SAP ERP oder Microsoft Dynamics kann von vertikaler Skalierung profitieren.

Skalierbarkeitsmetriken

Skalierbarkeitsmetriken sind Leistungsmetriken, mit denen die Skalierbarkeit Ihrer Anwendung gemessen wird. Zu den Standardmetriken gehören Reaktionszeit, Durchsatz, Ressourcennutzung und Fehlerrate.

Lassen Sie uns diese Kennzahlen kurz besprechen:

• Reaktionszeit: Die Zeit, die Ihre App benötigt, um eine Anfrage zu verarbeiten und zu antworten.
• Durchsatz: Die Rate, mit der Ihre App Anfragen verarbeiten kann.
• Ressourcennutzung: Nutzung von Ressourcen wie CPU, Speicher und Netzwerk.
• App-Verfügbarkeit: Prozentsatz der Zeit, in der Ihre Anwendung betriebsbereit und zugänglich ist. Skalierbarkeitsindex: Das Verhältnis der Leistungsänderung zur Laständerung.

Warum ist Skalierbarkeit wichtig?

Wenn Sie Millionen zufriedener Benutzer haben möchten, ist die Skalierung der App der Schlüssel!

Leider wurden mehrere Unternehmen in letzter Minute von Skalierbarkeitsproblemen überrascht.

Pokémon GO erlebte die Folgen mangelnder Skalierbarkeit, als es über Nacht zur Sensation wurde. Die Server des Spiels konnten die Überlastung nicht bewältigen, was zu häufigen Abstürzen und Ausfallzeiten führte. Ebenso stürzte Twitter ab, als Millionen von Benutzern begannen, über die App zu kommunizieren!

Glücklicherweise beruhte die Erfolgsgeschichte mancher Apps auf Skalierbarkeit.

Das beste Beispiel für eine skalierbare App ist Zoom. Die Nutzerbasis von Zoom stieg während des Lockdowns von 10 Millionen auf 200 Millionen. Büros migrierten in virtuelle Konferenzräume, und Zoom ermöglichte dies nahtlos mit störungsfreien Diensten.

Dank der schnellen Skalierbarkeit konnte Zoom seinen Umsatz in nur zwei Jahren von 623 Millionen auf 4,10 Milliarden US-Dollar steigern.

Hier sind drei Gründe, warum Skalierbarkeit für Ihre App wichtig ist:

1. Erfüllen Sie die Anforderungen der Benutzer . Skalierbarkeit ermöglicht es Ihnen, neue und spannende Funktionen zu erstellen und in Ihre App zu integrieren. Ihre App reagiert schnell, passt sich an veränderte Benutzeranforderungen an und zieht mehr Benutzer an, ohne die Leistung zu beeinträchtigen. Sehen Sie sich Netflix an. Die Anwendung kommt problemlos mit ihrer wachsenden Benutzerbasis zurecht, veröffentlicht regelmäßig neue Funktionen und bietet ein einwandfreies Benutzererlebnis.

   
   

2. Kosteneffizienz Skalierbarkeit bedeutet, Wachstum zu ermöglichen, ohne die Infrastrukturressourcen zu erhöhen. Durch die automatische Skalierung können Anwendungen bei steigender Last hochskaliert werden, und die Ressourcen können wieder herunterskaliert werden, sobald der Datenverkehr nachlässt, ohne dass sich die Kosten wesentlich ändern. Der Black Friday Rush ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie die automatische Skalierung E-Commerce-Sites hilft.

   
   

3. Wettbewerbsvorteil Skalierbare Apps ermöglichen es Unternehmen jeder Größe, sich schnell an veränderte Marktdynamiken anzupassen. Egal, ob Sie ein Start-up oder ein etabliertes Unternehmen sind, durch Skalierbarkeit können Sie sich ändernden Kundenanforderungen anpassen und so Kundentreue und -vertrauen gewinnen.

   Nachdem Sie nun wissen, warum die Skalierung von Apps so wichtig ist, wollen wir uns ansehen, wie man skalierbare Apps erstellt.

Wie erstellen Sie skalierbare Anwendungen?

Jede Anwendung, egal wie groß oder klein, muss unter Berücksichtigung der Skalierbarkeit entworfen und entwickelt werden.

Hier sind 8 Tipps zum Erstellen skalierbarer Anwendungen:

1. Bewerten Sie den Skalierbarkeitsbedarf Ihrer App

Nicht alle Apps sind für die Skalierung gedacht.

Obwohl es empfehlenswert ist, beim Entwurf einer Anwendung die Skalierbarkeit zu berücksichtigen, muss man sich darüber im Klaren sein, dass nicht jede Anwendung diese Funktion benötigt.

Beispielsweise erfordert die Verwendung eines Kalenders, eines Taschenrechners oder von Notizen auf dem Telefon keinen festen Skalierbarkeitsplan.

Daher besteht der erste und wichtigste Schritt darin, festzustellen, ob Ihre Anwendung überhaupt Skalierbarkeit erfordert.

Zu berücksichtigende Bereiche sind unter anderem das erwartete Benutzerwachstum, Spitzenzeiten und Ausfallzeiten. Wenn Sie Ihre Anforderungen besser verstehen, können Sie fundierte Entscheidungen treffen.

2. Von Anfang an auf Skalierbarkeit ausgelegt

Skalierbarkeit ist kein nachträglicher Einfall!

Sie bringen es nicht auf den Tisch, wenn der Datenverkehr explodiert und Ihre Anwendung verrücktspielt. Das würde enorme Ausfallzeiten und viele enttäuschte Benutzer bedeuten!

Während der sehr frühen Planungsphasen Ihrer Anwendung müssen Sie sich über deren Skalierbarkeitsanforderungen im Klaren sein. Abhängig von diesen Anforderungen wählen Sie Ihre Architektur, Infrastruktur und Ihren Technologie-Stack aus.

3. Verwenden Sie eine skalierbare Architektur

Eine skalierbare Architektur bildet die Grundlage für die Skalierung von Apps.

Wenn Sie sich beispielsweise für eine Architektur entscheiden, die lose Kopplung unterstützt, können Sie schnell neue Funktionen ändern oder einführen. Die Modularität Ihrer Architektur isoliert verschiedene Komponenten, sodass Sie jede Komponente unabhängig skalieren können.

Bewährte Architekturmuster wie Microservices, Containerisierung, Serverless Computing oder ereignisgesteuerte Architektur können eine nahtlose App-Skalierung ermöglichen. Eine Umfrage von Camunda ergab, dass etwa 63 % der Organisationen eine Microservices-Architektur übernehmen.

Die Microservices-Architektur schafft eine dezentrale Umgebung, die es Entwicklungsteams ermöglicht, Dienste unabhängig voneinander zu isolieren, neu zu erstellen, neu zu implementieren und zu verwalten.

4. Nutzen Sie Cloud-Dienste

Mit Cloud Computing ist das Skalieren Ihrer Anwendung einfacher als je zuvor!

Netflix hat das Konzept der Skalierbarkeit mithilfe der AWS-Cloud-Plattformstrategie eingeführt. Mit AWS haben Sie unbegrenzten Zugriff auf Ressourcen; Anwendungen können ihre Ressourcen bei Bedarf erhöhen oder verringern.

Wenn beispielsweise die Nachfrage nach einer Anwendung steigt, kann AWS die zur Deckung der Nachfrage erforderlichen Ressourcen automatisch skalieren. Diese dynamische Skalierbarkeit gewährleistet eine einwandfreie App-Leistung auch bei Spitzenverkehr.

5. Verwenden Sie effiziente Caching-Strategien

Durch das Caching werden die Geschwindigkeit und das Benutzererlebnis Ihrer App verbessert.

Caching ist eine Technik, die Benutzern den schnellen Zugriff auf Informationen ermöglicht. Es entlastet Ihre Server, indem relevante Informationen im Speicher abgelegt werden, was zu geringerer Latenz und verbesserter Geschwindigkeit und Leistung führt.

Cache-Server wie Redis oder Memcached halten häufig aufgerufene Daten im Speicher. Es gibt mehrere Caching-Typen, darunter Seiten-, Objekt- und Datenbank-Caching. Man kann eine geeignete Caching-Strategie basierend auf den Skalierbarkeitsanforderungen der App wählen.

6. Wählen Sie die richtige Datenbankoptimierung

Die Skalierbarkeit der Datenbank ist das Herzstück einer Anwendung.

Aber was bedeutet es, dass die Datenbanken skalierbar sind?

Skalierbare Datenbanken sind Systeme, die erhöhte Datenmengen, Benutzerverkehr und Verarbeitungsanforderungen effizient bewältigen können, indem sie die Ressourcen erweitern oder die Arbeitslast auf mehrere Server verteilen, ohne dabei Einbußen bei der Leistung oder Zuverlässigkeit hinzunehmen.

Mit Datenbankskalierbarkeit ist die Fähigkeit gemeint, die Datenbank einer Anwendung kontrolliert zu erweitern, sodass sie eine größere Anzahl von Benutzern und/oder Transaktionen erfolgreich verarbeiten kann. Normalisierung, Indizierung, Partitionierung und Zwischenspeicherung sind einige Strategien, mit denen Datenbankvorgänge verbessert werden können.

7. Skalierbarkeitsmetriken zuordnen

Skalierbarkeitsmetriken sind Indikatoren, die Ihnen dabei helfen, die Effektivität Ihrer Anwendung zu beurteilen.

Zu den wichtigsten Kennzahlen zählen Reaktionszeit, Durchsatz, Ressourcennutzung, Fehlertoleranz sowie horizontale und vertikale Skalierbarkeit. Mithilfe dieser Kennzahlen ermitteln Sie die Leistungsbasis und die Bereiche, die möglicherweise verbessert werden müssen, wenn die Anwendung gewachsen ist.

Durch die Einführung dieser proaktiven Strategie können Sie Spitzenleistungen aufrechterhalten, Überlastungen vermeiden und Ausgaben effizient verwalten, die Benutzerzufriedenheit verbessern und die Erweiterung Ihrer Anwendung erleichtern.

8. Kontinuierliche Überwachung und Optimierung

Um Spitzenleistungen zu erzielen, reicht es nicht aus, eine robuste IT-Infrastruktur aufzubauen. Es erfordert ständige Aufmerksamkeit, kontinuierliche Skalierbarkeitstests und Verwaltung.

Sie können sich auf erweiterte Tracking-Tools wie AppDynamics, Scout oder Dynatrace verlassen, um die Skalierbarkeit effektiv zu überwachen. Diese Apps helfen Ihnen, kritische Kennzahlen wie CPU, Speichernutzung und Netzwerkbandbreite zu verfolgen.

Probleme mit der Anwendungsskalierbarkeit

Im heutigen Zeitalter der rasanten Entwicklung stehen selbst die Giganten vor Herausforderungen bei der Skalierung. Ob Twitter vor einem Ausfall steht oder Netflix drei Tage lang nicht erreichbar ist, Skalierbarkeit war für die Tech-Giganten schon immer ein Anliegen.

Aus der Vergangenheit lassen sich einige Skalierbarkeitsprobleme ableiten, die Sie kennen sollten:

1. Engpässe

Engpässe sind Situationen, in denen die Leistung oder der Datenfluss Ihrer App eingeschränkt ist. Das ist vergleichbar mit Verkehrsbehinderungen, wenn Fahrzeuge von einer größeren Autobahn auf eine schmale Straße wechseln.

Engpässe verhindern die optimale Funktion Ihrer Anwendung!

Engpässe bei der Skalierung von Apps können verschiedene Ursachen haben. Sie können durch Einschränkungen im Zusammenhang mit Hardwarebeschränkungen, ineffizienten Algorithmen und Datenstrukturen, schlechter Datenbankleistung oder Netzwerkproblemen verursacht werden.

Auch eine unzureichende Bereitstellung von Ressourcen oder ein mangelhafter Lastausgleich können zu Leistungsengpässen führen.

2. Ressourcenkonflikte

Ressourcenkonflikte beeinträchtigen die Leistung Ihrer App.

Ressourcenkonflikte treten auf, wenn eine unzureichende Infrastruktur oder ein Mangel an Ressourcen vorliegt. In solchen Situationen konkurrieren mehrere Prozesse um Ressourcen.

Die Nutzung von Cloud-Diensten ist eine der besten Möglichkeiten, Ressourcenkonflikte zu überwinden. Viele erfolgreiche Apps verlassen sich bei der Zuweisung und Verwaltung von Ressourcen auf die Skalierbarkeit von AWS.

3. Monolithische Architektur

Eine monolithische Infrastruktur lässt sich nur schwer skalieren.

In einer monolithischen Infrastruktur sind alle Komponenten eng miteinander verbunden, was die Isolierung und Skalierung einzelner Komponenten erschwert. Dies erschwert die Identifizierung von Engpässen bei der Hinzufügung neuer Funktionen und führt zu langsamen Reaktionszeiten.

Die Umstellung auf Microservices oder Containerisierung ist eine intelligente Entscheidung für Skalierbarkeit.

4. Überbereitstellung

Überbereitstellung bedeutet, mehr zu bauen, als erforderlich ist.

Wenn Ihre App beispielsweise derzeit 10 aktive Benutzer hat, Sie aber in die Infrastruktur investieren, um 10 Millionen Benutzer zu unterstützen, wird dies als Überbereitstellung bezeichnet.

In einer Welt, in der größer besser ist, ist Overprovisioning eine sichere Sache. Die Zuweisung übermäßiger Ressourcen – Server, Speicher oder Netzwerkbandbreite – kann jedoch zu Ressourcenverschwendung und höheren Kosten führen.

Dies führt zu einer Unterauslastung der Ressourcen und zu Ineffizienzen. Der Einsatz moderner Tools wie Predictive Analytics zur Vorhersage Ihrer Auslastung kann dazu beitragen, eine Überbereitstellung zu vermeiden.

5. Ineffiziente Algorithmen

Algorithmen sind das Gehirn Ihrer Anwendung.

Ein gut strukturierter Algorithmus erzeugt ein einfaches, korrektes, schnelles und leicht zu wartendes Programm. Ein ineffektiver Algorithmus verringert die Effizienz des Systems, führt zu Fehlfunktionen einer Anwendung und beeinträchtigt seine Erweiterungsfähigkeit.

Analysieren Sie den Algorithmus Ihrer App hinsichtlich Geschwindigkeit, Speichernutzung und anderen Qualitätsfaktoren, um optimale Leistung sicherzustellen. Verwenden Sie Profiling-Tools, um die Ressourcennutzung Ihres Codes zu verstehen, führen Sie Codeüberprüfungen und Echtzeittests durch, um Ihren Algorithmus zu bewerten.

Abschluss

Skalierbarkeit ist der Schlüssel zur Erstellung von Anwendungen, die den Test der Zeit bestehen.

Die Entwicklung beliebter Plattformen wie Friendster, Myspace oder Orkut unterstreicht, wie wichtig die Skalierbarkeit mobiler Apps für die dauerhafte Aufrechterhaltung der Benutzerzufriedenheit und Relevanz ist.

In der heutigen dynamischen Zeit sollte eine erfolgreiche App von 100 auf 10 Millionen Benutzer skalierbar sein. Allerdings reicht es nicht aus, nur die Bedeutung der Skalierbarkeit anzuerkennen; es geht darum, von Anfang an die richtige Strategie zu verwenden.

Skalierbarkeit bedeutet nicht, dass Sie über eine riesige Infrastruktur verfügen müssen. Es bedeutet, die richtige Architektur und den richtigen Technologie-Stack zu wählen, Cloud Computing zu nutzen, Datenbanken zu optimieren, Caching-Strategien zu verwenden und Skalierbarkeitsmetriken auszuwerten.

FAQs

1. Was bedeutet es, dass die Datenbanken skalierbar sind?

Skalierbarkeit bezeichnet die Fähigkeit einer Datenbank, mit einer Zunahme des Daten-, Transaktions- oder Benutzerumfangs zurechtzukommen. Dies bedeutet, dass die Datenbank bei steigenden Anforderungen wachsen (die Kapazität eines einzelnen Servers kann erhöht werden) oder erweitert werden kann (die Arbeitslast kann auf mehrere Server verteilt werden), ohne dass Kompatibilität, Qualität oder Verfügbarkeit beeinträchtigt werden.

2. Wie schätzen Sie die Skalierbarkeit bei der Entwicklung mobiler Apps ein?

Um die Skalierbarkeit bei der Entwicklung mobiler Apps abzuschätzen, müssen mehrere Faktoren bewertet werden:

• Leistungsmetriken: Überwachung aktueller App-Leistungsmetriken wie Reaktionszeit, Ladezeit und Serverantwort bei unterschiedlichen Belastungen.

• Stresstests: Durchführen von Stresstests, um die Leistung der App unter extremen Bedingungen zu prüfen und Engpässe zu identifizieren.

• Ressourcennutzung: Analysieren, wie die App CPU-, Speicher- und Netzwerkressourcen unter unterschiedlichen Belastungen nutzt.

• Überprüfung der Architektur: Sicherstellen, dass die Architektur der App modular ist und durch Hinzufügen weiterer Ressourcen oder Instanzen erhöhte Lasten bewältigen kann.

• Datenbanklast: Schätzen Sie, wie Datenbankabfragen mit mehr Benutzern und Daten skaliert werden, und planen Sie Datenbankskalierungslösungen wie Sharding, Indizierung und Lese-Replikate.

  
  

3. Worauf bezieht sich die Skalierbarkeit einer Data-Mining-Methode?

Es handelt sich um die Fähigkeit, wachsende Datenmengen effizient zu verarbeiten. Dazu gehört die Fähigkeit der Methode, große Datensätze ohne nennenswerte Leistungseinbußen zu verarbeiten, komplexere und vielfältigere Daten bei zunehmendem Wachstum zu verwalten und Rechenressourcen wie CPU, Speicher und Speicherplatz effektiv zu nutzen.

4. Was bedeutet Skalierbarkeit im Geschäftsleben?

Im Geschäftskontext bezieht sich Skalierbarkeit auf die Fähigkeit eines Unternehmens, zu wachsen und die gestiegene Nachfrage zu bewältigen, ohne die Leistung zu beeinträchtigen oder Umsatz einzubüßen. Dazu gehört die Aufrechterhaltung oder Verbesserung der betrieblichen Effizienz bei der Expansion des Unternehmens, die effektive Verwaltung erhöhter Ressourcen wie Personal, Lagerbestände und Kapital sowie die Fähigkeit, erfolgreich in neue Märkte und Regionen einzutreten.

5. Wie wirkt sich der Einsatz von Cloud Computing auf die Skalierbarkeit eines Data Warehouse aus?

Cloud Computing steigert die Effizienz von Data Warehouses in Bezug auf Skalierbarkeit. Anstatt in neue Hardwareressourcen zu investieren, kann ein Data Warehouse je nach aktuellem Bedarf schnell nach oben oder unten skaliert werden. Cloud-Plattformen stellen sicher, dass Data Warehouses mithilfe verteilter Rechentechniken auf mehreren Knoten große Datenmengen verarbeiten können.

6. Was ist Skalierbarkeit beim Cloud Computing?

Skalierbarkeit beim Cloud Computing ist die Fähigkeit, den steigenden Bedarf an Ressourcen basierend auf der Arbeitslast einer Anwendung zu unterstützen. Dies bezieht sich auf Elastizität, bei der Ressourcen automatisch je nach Bedarf angepasst werden. Horizontale Skalierung erhöht die Anzahl der Serviceinstanzen, während vertikale Skalierung die Kapazität einer Instanz erhöht.