- Oprogramowanie
Skalowanie aplikacji — jak efektywnie zarządzać danymi?
Rozwijanie aplikacji we właściwy sposób i zapewnienie możliwości skalowania pozwala przygotować projekt na rosnącą liczbę użytkowników. Kiedy warto rozważyć skalowanie aplikacji i o czym pamiętać?
Skalowanie aplikacji często rozważane jest jako jeden z ostatnich etapów tworzenia aplikacji webowej. Takie podejście jest błędne — co jeśli ruch wzrośnie w stosunkowo krótkim czasie? Jeśli nie przygotujesz się na to odpowiednio wcześnie, wydajność aplikacji spadnie, co wiąże się z utratą potencjalnych klientów. Co więcej, im szybciej zadbasz o skalowalność aplikacji, tym mniejszy koszt i nakład pracy.
Spis treści
Czym jest skalowanie aplikacji?
Skalowalność aplikacji to jej potencjał wzrostu w czasie, czyli jak aplikacja radzi sobie z rosnącą liczbą użytkowników. Skalowalna aplikacja to taka, która działa dobrze zarówno gdy korzysta z niej kilku, jak i tysiące użytkowników przy niskim oraz wysokim natężeniu ruchu. Jest to niezbędne, aby zapewnić użytkownikom pozytywne doświadczenie.
Skalowanie aplikacji wymaga odpowiedniego podejścia do architektury systemu i budowy aplikacji z uwzględnieniem jej elementów. To również wybór odpowiednich rozwiązań chmurowych i wiedza o tym, jak je poprawnie skonfigurować, aby odpowiadały naszym potrzebom. Jest to więc długotrwały proces, a nie prosta zmiana, którą można wdrożyć w kilka minut.
Sposoby na efektywne skalowanie aplikacji
Wiele czynników ma wpływ na skalowanie aplikacji, zatem ważna jest optymalizacja elementów, z których się składa. Warto więc skorzystać z dostępnych narzędzi, by zoptymalizować kod i przygotować konfigurację, aby uniknąć nieprzyjemnych niespodzianek w przyszłości. Poniżej znajdziesz podstawowe rzeczy, które powinieneś wdrożyć, budując aplikację webową.
Korzystanie z chmury obliczeniowej
Użycie chmury obliczeniowej ułatwia skalowanie parametrów serwerów lub tworzenie nowych instancji serwerów, na których zainstalowana jest aplikacja. Mamy tu dwa podejścia:
- Vertical scaling (skalowanie w pionie), polegające na zwiększaniu parametrów danego serwera. Dzięki chmurze obliczeniowej możemy łatwo zwiększyć ilość pamięci RAM, „dołożyć” kolejne procesory (więcej vCPU), czy zwiększyć pojemność dysku.
- Horizontal scaling (skalowanie w poziomie), czyli dokładanie nowych serwerów, aby móc obsługiwać więcej użytkowników aplikacji. Rozłożenie obciążenia na wiele maszyn zwiększa jednak złożoność systemu. Aby wdrożyć takie podejście, niezbędne jest zadbanie o poniższe elementy:
- Wydzielenie bazy danych na osobny serwer lub gotowe systemy bazodanowe, jak AWS RDS czy DigitalOcean Managed Databases — dzięki temu mamy możliwość tworzenia większej liczby niezależnych maszyn z zainstalowaną aplikacją, które łączą się z daną bazą.
- Korzystanie z load balancera do zarządzania ruchem między serwerami. Warto posiłkować się gotowymi rozwiązaniami, jak AWS czy DigitalOcean, aby usprawnić pracę. Na przykład, AWS Auto Scaling monitoruje aplikacje i automatyczne dokłada kolejne maszyny w przypadku większego obciążenia.
Baza danych
Tak jak wspomniałem, aby móc skorzystać z horizontal scaling czy też użyć auto scalingu, niezbędne jest wydzielenie bazy danych na osobny serwer. To jednak nie wystarczy, niezbędna jest jej prawidłowa konfiguracja, aby zapewnić płynność działania systemu. Konieczne jest więc utworzenie odpowiednich indeksów czy optymalizacja zapytań, które będą szybko wykonywane. Wszystko to pozwoli na efektywną obsługę rosnącej liczby zapytań na sekundę.
Konfiguracja cache
Serwer obsługujący żądania powinien iść w parze z odpowiednio skonfigurowanym cache’owaniem, aby zminimalizować ponowne wykonywanie złożonych operacji. Część danych można pobrać z pamięci podręcznej, bez konieczności wysyłania zapytań do bazy danych. Możemy wykorzystać do tego takie rozwiązania, jak Redis czy Memcached.
Czysty kod
Pisanie czystego kodu, pozwalające na jego szybkie wykonywanie, unikanie zbędnych pętli czy skomplikowanych i niezoptymalizowanych algorytmów są kluczem do skalowalności aplikacji. Korzystaj więc z odpowiednich wzorców projektowych, ułatwiających tworzenie dobrej jakości oprogramowania.
Wykorzystanie CDN
Wykorzystanie usługi Content Delivery Network (CDN), jak np. Cloudflare, pomaga odciążyć aplikację, dzięki przeniesieniu części ruchu do CDN. Pozwala to na skrócenie geograficznej drogi połączenia, dzięki czemu dane wystawiane są bliżej użytkownika, a także unikamy zbędnych zapytań do naszego serwera, co przyspiesza ładowanie aplikacji.
Skalowanie aplikacji – podsumowanie
Poza wspomnianymi elementami ważne jest również testowanie i monitorowanie aplikacji webowej — pozwoli to na szybkie identyfikowanie ewentualnych problemów i wyłapywanie błędów, zanim zrobią to użytkownicy.
Efektywne skalowanie aplikacji uzależnione jest od wielu czynników, jednak właściwe zastosowanie dostępnych narzędzi pozwala na zwiększenie wydajności aplikacji i szybką reakcję na gwałtowne zwiększenie ruchu. Odpowiednie podejście pozwala też na lepsze wykorzystanie zasobów w okresach mniejszego ruchu.
