Готовность вашего приложения к будущему: соображения масштабируемости для долгосрочного успеха

Оптимизируйте затраты и производительность, масштабируя свое приложение в соответствии с меняющимися потребностями клиентов.

Введение

Планируете ли вы запустить новое приложение или ожидаете экспоненциального роста существующего приложения, вы должны знать «масштабирование приложений»!

Представьте, что ваш продукт становится следующим большим событием, таким как Candy Crush Saga, Pokemon Go, Instagram или Snapchat, с миллионами загрузок каждую минуту.

Насколько плавно ваше приложение справится с возросшей нагрузкой? Будет ли это путешествие таким же плавным, как у Netflix, или вас ждет разочаровывающее пользовательское путешествие с низкой производительностью или ненадежностью приложений?

Масштабируемость является ключом к устойчивому росту бизнеса. Это не просто тема для будущих обсуждений, когда придет успех — это основа, определяющая судьбу вашего приложения.

Выручка Candy Crush Saga выросла в 12 раз всего за год. Но что еще более впечатляет, так это то, что они справились с этим ростом только за счет шестикратного увеличения затрат, что привело к почти 70-кратному увеличению операционного дохода.

Это сила масштабируемости!

В этом блоге рассказывается обо всем: от мельчайших подробностей масштабирования приложений до проблем, которые можно предвидеть при масштабировании приложения.

Что такое масштабируемость приложения?

Масштабируемость — это гибкость приложения.

Крайне важно адаптироваться к меняющемуся уровню спроса. Ваше приложение должно стабильно обеспечивать высочайшую производительность независимо от количества пользователей без ущерба для скорости, функциональности и надежности.

Масштабирование приложений может быть двух типов — горизонтальное масштабирование и вертикальное масштабирование.

Вертикальное масштабирование против горизонтального масштабирования

Горизонтальная масштабируемость: добавление новых ресурсов в вашу систему.

Вертикальная масштабируемость: модернизация существующих ресурсов с большей мощностью.

Технологические гиганты, такие как Google, Facebook, Amazon и Zoom, используют горизонтальное масштабирование. Хотя горизонтальное масштабирование является дорогостоящим, сложным и требует обслуживания, оно обеспечивает меньшее время простоя и большую гибкость. Программное обеспечение ERP, такое как SAP ERP или Microsoft Dynamics, может выиграть от вертикального масштабирования.

Метрики масштабируемости

Метрики масштабируемости — это показатели производительности, используемые для измерения масштабируемости вашего приложения. Стандартные показатели включают время ответа, пропускную способность, использование ресурсов и частоту ошибок.

Давайте кратко обсудим эти показатели:

• Время ответа: количество времени, которое требуется вашему приложению для обработки запроса и ответа.
• Пропускная способность: скорость, с которой ваше приложение может обрабатывать запросы.
• Использование ресурсов: использование ресурсов, таких как процессор, память и сеть.
• Доступность приложения: процент времени, когда ваше приложение работает и доступно. Индекс масштабируемости: отношение изменения производительности к изменению нагрузки.

Почему масштабируемость имеет значение?

Если вам нужны миллионы счастливых пользователей, масштабирование приложения — ваш ключ!

К сожалению, некоторые компании были ошеломлены проблемами масштабируемости, возникшими в последнюю минуту.

Pokémon GO испытала трудности с плохой масштабируемостью, когда в одночасье стала сенсацией. Серверы игры не справлялись с перегрузкой, что приводило к частым сбоям и простоям. Точно так же произошел сбой в Twitter, когда миллионы пользователей начали общаться в приложении!

К счастью, некоторые приложения написали свои истории успеха благодаря масштабируемости.

Лучшим примером масштабируемого приложения является Zoom. За время карантина количество пользователей Zoom резко возросло с 10 миллионов до 200 миллионов. Офисы мигрировали в виртуальные конференц-залы, и Zoom легко способствовал этому, предоставляя бесперебойные услуги.

Благодаря способности Zoom к быстрому масштабированию компания всего за два года выросла с 623 миллионов долларов до 4,10 миллиардов долларов.

Вот три причины, почему масштабируемость важна для вашего приложения:

1. Масштабируемость , отвечающая потребностям пользователей, позволяет создавать и интегрировать в ваше приложение новые интересные функции. Это позволяет вашему приложению быстро реагировать, адаптироваться к меняющимся требованиям пользователей и привлекать больше пользователей без ущерба для производительности. Посмотрите Нетфликс. Приложение легко адаптируется к растущей базе пользователей, часто выпускает новые функции и обеспечивает безупречный пользовательский опыт.

   
   

2. Экономическая эффективность Масштабируемость означает возможность роста без увеличения ресурсов инфраструктуры. Автоматическое масштабирование позволяет приложениям масштабироваться при увеличении нагрузки, а ресурсы можно сокращать обратно после снижения трафика без существенного изменения затрат. «Черная пятница» — отличный пример того, как автомасштабирование помогает сайтам электронной коммерции.

   
   

3. Конкурентное преимущество Масштабируемые приложения позволяют организациям любого размера быстро адаптироваться к меняющейся динамике рынка. Независимо от того, являетесь ли вы начинающим предприятием или устаревшим предприятием, масштабируемость позволяет вам удовлетворять растущие потребности клиентов, тем самым завоевывая лояльность и доверие клиентов.

   Теперь, когда вы знаете, почему масштабирование приложений так важно, давайте разберемся, как создавать масштабируемые приложения.

Как создавать масштабируемые приложения?

Любое приложение, независимо от того, большое оно или маленькое, должно быть спроектировано и разработано с учетом масштабируемости.

Вот 8 советов по созданию масштабируемых приложений:

1. Оцените потребности вашего приложения в масштабируемости

Не все приложения предназначены для масштабирования.

Хотя при разработке приложения рекомендуется учитывать масштабируемость, необходимо знать, что не каждому приложению требуется эта функция.

Например, использование календаря, калькулятора или заметок на телефоне не требует четкого плана масштабирования.

Поэтому первое и самое важное — определить, требует ли ваше приложение вообще масштабируемости.

Некоторые области, которые следует учитывать, включают ожидаемый рост числа пользователей, случаи пикового использования и простои. Лучшее понимание ваших требований позволит вам принимать обоснованные решения.

2. Проектируйте масштабируемость с самого начала

Масштабируемость – это не второстепенная мысль!

Вы не выносите его на стол, когда трафик резко возрастает и ваше приложение выходит из строя. Это означало бы колоссальные простои и множество разочарованных пользователей!

На самых ранних этапах планирования вашего приложения вы должны четко понимать требования к его масштабируемости. Вы выберете свою архитектуру, инфраструктуру и технологический стек в зависимости от этих требований.

3. Используйте масштабируемую архитектуру

Масштабируемая архитектура составляет основу масштабируемых приложений.

Например, выбор архитектуры, поддерживающей слабую связь, позволяет быстро вносить изменения или запускать новые функции. Модульность вашей архитектуры изолирует различные компоненты, позволяя масштабировать каждый компонент независимо.

Проверенные архитектурные шаблоны, такие как микросервисы, контейнеризация, бессерверные вычисления или архитектура, управляемая событиями, могут облегчить плавное масштабирование приложений. Опрос Camunda показал, что около 63% организаций используют архитектуру микросервисов.

Архитектура микросервисов создает децентрализованную среду, позволяющую командам разработчиков независимо изолировать, перестраивать, повторно реализовывать сервисы и управлять ими.

4. Используйте облачные сервисы

Благодаря облачным вычислениям масштабирование вашего приложения стало проще, чем когда-либо!

Netflix инициировал концепцию масштабируемости с помощью стратегии облачной платформы AWS. Используя AWS, вы получаете неограниченный доступ к ресурсам; приложения могут увеличивать или уменьшать свои ресурсы при необходимости.

Например, если существует более высокий спрос на использование приложений, AWS может автоматически масштабировать ресурсы, необходимые для удовлетворения спроса. Такая динамическая масштабируемость обеспечивает безупречную производительность приложений даже при пиковом трафике.

5. Используйте эффективные стратегии кэширования

Кэширование повышает скорость работы вашего приложения и удобство использования.

Кэширование — это метод, который позволяет пользователям быстро получать доступ к информации. Он снимает нагрузку с ваших серверов, помещая соответствующую информацию в память, что приводит к уменьшению задержки и повышению скорости и производительности.

Кэш-серверы, такие как Redis или Memcached, хранят в памяти часто используемые данные. Существует несколько типов кэширования, включая страницу, объект и базу данных. Можно выбрать подходящую стратегию кэширования в зависимости от потребностей масштабируемости приложения.

6. Выберите правильную оптимизацию базы данных

Масштабируемость базы данных — это сердцебиение приложения.

Но что означает масштабируемость баз данных?

Масштабируемые базы данных относятся к системам, которые могут эффективно обрабатывать растущие объемы данных, пользовательский трафик и требования к обработке за счет расширения ресурсов или распределения рабочей нагрузки между несколькими серверами без ущерба для производительности или надежности.

Масштабируемость базы данных означает способность базы данных приложения расширяться контролируемым образом, чтобы она могла успешно обрабатывать большее количество пользователей и/или транзакций. Нормализация, индексирование, секционирование и кэширование — вот некоторые стратегии, которые можно использовать для улучшения операций базы данных.

7. Метрики масштабируемости карты

Метрики масштабируемости — это индикаторы, которые помогают оценить эффективность вашего приложения.

Ключевые показатели включают время отклика, пропускную способность, использование ресурсов, отказоустойчивость, а также горизонтальную и вертикальную масштабируемость. Используя эти метрики, вы определяете базовый уровень производительности и области, которые могут потребовать улучшения после роста приложения.

Приняв эту упреждающую стратегию, вы сможете поддерживать максимальную производительность, избегать перегрузок и эффективно управлять расходами, повышая удовлетворенность пользователей и облегчая расширение вашего приложения.

8. Постоянно отслеживайте и оптимизируйте

Достижение максимальной производительности — это больше, чем просто создание надежной ИТ-инфраструктуры. Это требует постоянного внимания, постоянного тестирования масштабируемости и управления.

Вы можете положиться на расширенные инструменты отслеживания, такие как AppDynamics, Scout или Dynatrace, для эффективного мониторинга масштабируемости. Эти приложения помогают отслеживать такие важные показатели, как процессор, использование памяти и пропускная способность сети.

Проблемы с масштабируемостью приложений

В сегодняшнюю эпоху быстрой эволюции даже гиганты сталкиваются с трудностями при расширении масштабов деятельности. Будь то сбой Twitter или Netflix, который отключается три дня подряд, масштабируемость всегда была проблемой для технологических гигантов.

Итак, принимая во внимание историю, вот несколько проблем масштабируемости, о которых вам следует знать:

1. Узкие места

Узкие места — это ситуации, когда производительность вашего приложения или поток данных ограничены. Это похоже на ограничение движения, когда транспортные средства перемещаются с большого шоссе на узкую дорогу.

Узкие места мешают оптимальному функционированию вашего приложения!

Узкие места в масштабируемых приложениях могут возникать по разным причинам. Они могут быть вызваны ограничениями, связанными с аппаратными ограничениями, неэффективными алгоритмами и структурами данных, плохой производительностью базы данных или проблемами сети.

Неадекватное выделение ресурсов или плохая балансировка нагрузки также могут привести к снижению производительности.

2. Конфликт за ресурсы

Конфликт за ресурсы снижает производительность вашего приложения.

Конфликт за ресурсы возникает, когда речь идет о неадекватной инфраструктуре или нехватке ресурсов. В таких ситуациях несколько процессов конкурируют за ресурсы.

Использование облачных сервисов — один из лучших способов преодоления конкуренции за ресурсы. Многие успешные приложения полагаются на масштабируемость AWS для распределения ресурсов и управления ими.

3. Монолитная архитектура

Монолитную инфраструктуру сложно масштабировать.

В монолитной инфраструктуре все компоненты тесно связаны, что затрудняет изоляцию и масштабирование отдельных компонентов. Это затрудняет выявление узких мест при добавлении новых функций и приводит к увеличению времени отклика.

Переход на микросервисы или контейнеризацию — разумный выбор для масштабируемости.

4. Избыточное выделение ресурсов

Избыточное обеспечение означает создание сверх необходимого.

Например, если в настоящее время в вашем приложении 10 активных пользователей, но вы инвестируете в инфраструктуру для поддержки 10 миллионов пользователей, это называется избыточным выделением ресурсов.

Избыточное выделение ресурсов — беспроигрышный вариант в мире, где чем больше, тем лучше. Однако выделение чрезмерных ресурсов — серверов, хранилища или пропускной способности сети — может привести к напрасной трате ресурсов и увеличению затрат.

Это приводит к недостаточному использованию ресурсов и неэффективности. Использование современных инструментов, таких как прогнозная аналитика, для прогнозирования нагрузки может помочь устранить избыточное выделение ресурсов.

5. Неэффективные алгоритмы

Алгоритмы — это мозг вашего приложения.

Хорошо структурированный алгоритм создает простую, правильную, быструю и удобную в сопровождении программу. Неэффективный алгоритм снижает эффективность системы, дает сбои в работе приложения и ухудшает возможности его расширения.

Проанализируйте алгоритм вашего приложения на предмет скорости, использования памяти и других факторов качества, чтобы обеспечить оптимальную производительность. Используйте инструменты профилирования, чтобы понять использование ресурсов вашего кода, проводить проверки кода и тестирование в реальном времени для оценки вашего алгоритма.

Заключение

Масштабируемость — ключ к созданию приложений, выдерживающих испытание временем.

Развитие таких популярных платформ, как Friendster, Myspace или Orkut, подчеркивает важность масштабируемости мобильных приложений для поддержания удовлетворенности пользователей и их актуальности с течением времени.

В сегодняшние динамичные времена успешное приложение должно иметь возможность масштабироваться от 100 до 10 миллионов пользователей. Однако простого признания важности масштабируемости недостаточно; речь идет об использовании правильной стратегии с самого начала.

Масштабируемость не означает наличие в вашем распоряжении массивной инфраструктуры. Это означает выбор правильной архитектуры и технологического стека, использование облачных вычислений, оптимизацию баз данных, использование стратегий кэширования и оценку показателей масштабируемости.

Часто задаваемые вопросы

1. Что означает масштабируемость баз данных?

Масштабируемость означает способность базы данных справляться с увеличением масштаба данных, транзакций или пользователей. Это означает, что по мере увеличения требований к базе данных база данных может расти (она может увеличивать мощность одного сервера) или расширяться (она может распределять рабочую нагрузку на несколько серверов), не влияя на совместимость, качество или доступность.

2. Как вы оцениваете масштабируемость при разработке мобильных приложений?

Оценка масштабируемости при разработке мобильных приложений включает в себя оценку нескольких факторов:

• Показатели производительности: мониторинг текущих показателей производительности приложения, таких как время ответа, время загрузки и реакция сервера при различных нагрузках.

• Стресс-тестирование: проведение стресс-тестов, чтобы увидеть, как приложение работает в экстремальных условиях, и выявить узкие места.

• Использование ресурсов: анализ того, как приложение использует ресурсы ЦП, памяти и сети при различных нагрузках.

• Обзор архитектуры: обеспечение модульности архитектуры приложения и способности выдерживать повышенные нагрузки за счет добавления дополнительных ресурсов или экземпляров.

• Нагрузка базы данных: оценка масштабирования запросов к базе данных при увеличении количества пользователей и данных и планирование решений для масштабирования базы данных, таких как сегментирование, индексирование и реплики чтения.

  
  

3. Что означает масштабируемость метода интеллектуального анализа данных?

Это способность эффективно обрабатывать растущие объемы данных. Это включает в себя способность метода обрабатывать большие наборы данных без значительного снижения производительности, управлять более сложными и разнообразными данными по мере их роста и эффективно использовать вычислительные ресурсы, включая ЦП, память и хранилище.

4. Что означает масштабируемость в бизнесе?

В бизнес-контексте масштабируемость означает способность компании расти и управлять растущим спросом без ущерба для производительности или потери доходов. Это предполагает поддержание или повышение операционной эффективности по мере расширения компании, эффективное управление возросшими ресурсами, такими как персонал, запасы и капитал, а также способность успешно выходить на новые рынки и регионы.

5. Как использование облачных вычислений влияет на масштабируемость хранилища данных?

Облачные вычисления повышают эффективность хранилищ данных с точки зрения масштабируемости. Вместо инвестиций в новые аппаратные ресурсы хранилище данных можно быстро масштабировать в зависимости от текущего спроса. Облачные платформы гарантируют, что хранилища данных смогут обрабатывать большие объемы данных с использованием методов распределенных вычислений на нескольких узлах.

6. Что такое масштабируемость в облачных вычислениях?

Масштабируемость облачных вычислений — это способность поддерживать растущую потребность в ресурсах в зависимости от рабочей нагрузки приложения. Это относится к эластичности, когда ресурсы автоматически корректируются в соответствии со спросом. Горизонтальное масштабирование увеличивает количество экземпляров службы, а вертикальное масштабирование увеличивает емкость экземпляра.