О чём курс
Еще до момента проектирования любой программной системы нужно понимать, что вследствие некоторых ограничений она всегда может стать высокопроизводительной системой. При разработке высокопроизводительной системы необходимо определиться с тем, какие параметры определяют систему как высокопроизводительную. Если система высокопроизводительная, то для успешной её реализации должны быть приняты специальные меры для обеспечения производительности.
В курсе рассматриваются различия между высоконагруженными, высоконадежными и высокопроизводительными системами.
Основная задача курса - дать представление об основных понятиях, принципах и подходах, используемых при проектировании высокопроизводительных систем.
Часто встречающаяся фраза: «Это должно работать быстро!» - это не требование. Во время обучения вы не только узнаете о том, почему это не требование, но и научитесь правильно работать с требованиями к производительности и анализировать их. Также в курсе изучается понятие «критические сценарии». Полученные знания по работе с требованиями вы закрепите на практике во время выполнения практического задания.
В рамках курса разбираются основные примеры потери производительности программных систем. После этого даются основные пути борьбы за производительность системы. Также в рамках курса на практических примерах рассматриваются паттерны, применяемые при проектировании систем с повышенными требованиями к производительности, приводятся сведения об основных анти-паттернах, встречающихся при реализации программных систем, влияющих на производительность.
Отдельное внимание уделяется подготовке системы к тестированию и анализу результатов тестирования. Рассказывается о создании программы и методики испытания высоконагруженных систем, модели нагрузки системы и рассматривается методика, позволяющая провести количественную оценку производительности системы.
Поскольку разработчикам программных систем часто приходится решать проблемы разработки высоконагруженных систем, обеспечивающих обработку больших объемов данных с заданными требованиями к временам отклика, курс будет полезен не только архитекторам, но и руководителям проектов разработки, ведущим разработчикам.
Цели
Во время обучения участники научаться:
- определять характеристики производительности системы;
- анализировать требования к системе, связанные с нагрузкой на систему;
- планировать процесс разработки высокопроизводительных систем;
- проектировать системы с использования оптимальных для обеспечения производительности приемов;
- взаимодействовать с командой тестирования при выполнении нагрузочных тестов;
- оптимизировать системы с повышенными требованиями к производительности;
- использовать методологию SPE для обеспечения производительности системы при разработке.
Целевая аудитория
Основная:
- Архитекторы
- Проектировщики
Дополнительная:
- Аналитики
- Руководители проектов
- Руководители разработки
- Ведущие разработчики
Предварительная подготовка
Требуется:
- знание и умение использовать UML;
- владение основами объектно-ориентированного проектирования.
Желательно знание:
- языка Java;
- основ архитектуры компьютеров;
- архитектуры сетей передачи данных (основы);
- GOF patterns.
Для кого
Разработчик
Архитектор ПО
Проектировщик
Руководитель проекта
Улучшаемые навыки
Требования производительности, тактики производительности, MapReduce, Lambda-architecture, GoF Patterns, GRASP Patterns, Architecture Patterns, Application Integration patterns, Message Channel Patterns, Message Construction Patterns, Message Routing Patterns, System Management Patterns, JIT, SPE, USE, RED, Workload characterization
Темы курса
01
Понятие высокопроизводительной системы (2,5 ч):
- High-Performance application, High-Load application, High-Availability application.
- Управление производительностью приложения.
- Зависимость цены исправления ошибок от стадии обнаружения и стадии внесения.
- Основные характеристики, описывающие производительность системы.
- Модель нагрузки на систему.
02
Анализ требований для высокопроизводительных систем (1,5 ч)
- Формирование нефункциональных требований для высокопроизводительных систем.
- Работа с противоречиями при формировании требований к производительности.
- Полнота требований.
Практикум (1 ч):
- Анализ требований на противоречивость и полноту.
03
Архитектурные тактики. Тактики производительности (1,5 ч)
- Особенности формирования требования к системам массового обслуживания (СМО).
04
Проектирование высокопроизводительных систем (2 ч)
- Атрибуты качества системы.
- Компромиссы при одновременной работе над несколькими атрибутами качества на примере CAP и PACELC.
Практикум: Разбор принципа балансировки атрибутов качества на примере Amazon Dynamo DB (1 ч):
- Рассмотрение подходов к гибкому масштабированию системы на примере Amazon Dynamo DB с сохранением контроля над отказоустойчивостью и сохранением константной производительности.
05
Классические подходы производительности
- Основные причины потери производительности системы (1 ч).
- Основные методы повышения производительности системы (1 ч).
- Принципы горизонтального и вертикального масштабирования систем (0,5 ч).
Практикум (2 ч):
- Разбор примера масштабирования системы.
- Преобразование монолитной системы в Map-Reduce.
- Обзор Map-Reduce.
- Преобразование Map-Reduce в Lambda-архитектуру для снижения проблем чистой Map-Reduce практики.
06
Шаблоны для реализации высокопроизводительных систем (5 ч)
- Основные классы шаблонов, используемые при построении высокопроизводительных систем: GRASP, Architecture patterns, Application Integration patterns.
- Примеры практической реализации шаблонов в современных стандартах.
- Примеры практической реализации шаблонов в современных системах интеграции frameworks разработки.
07
Кодирование высокопроизводительных систем (2 ч)
- Основные вопросы кодирования высокопроизводительных систем.
- Методы оптимизации современных компиляторов и сред выполнения.
08
Тестирование высокопроизводительных систем (2 ч)
- Виды тестов, используемые при доказательствах производительности системы.
- Подготовка к тестированию (составление сценариев и формирование модели нагрузки).
- Анализ результатов тестирования.
- Введение в методологию SPE. История, границы использования.
- Методика анализа систем с использованием SPE.
Практикум (1 ч):
Рассмотрение на практическом примере применения SPE методологии для:
- Оценки пределов производительности системы, исходя из текущих характеристик аппаратно-программной части;
- Оценки влияния принимаемых архитектурных решений на производительность системы;
- Оценки требований к аппаратной части, исходя из поставленных требований по производительности, базируясь на масштабировании текущих процессов системы.
10
ВСЕГО: теория 20ч (80%), практика 5ч (20%)
Чему вы научитесь
01
Разрабатывать архитектурные решения, которые обеспечивают высокую производительность, включая выбор подходящих архитектурных стилей, таких как микросервисы или событийно-ориентированная архитектура
02
Оптимизировать производительность приложений, включая профилирование, кэширование, асинхронное программирование и эффективное управление ресурсами
03
Проектировать приложения с учетом масштабируемости, что позволит им эффективно обрабатывать увеличенные нагрузки
04
Управлять данными, включая выбор подходящих баз данных, индексацию и оптимизацию запросов, что поможет минимизировать время отклика и увеличить скорость обработки данных
05
Проводить тестирование производительности и мониторинг приложений, используя инструменты и методологии, которые позволят выявлять узкие места и обеспечивать стабильную работу приложений под нагрузкой
Ведущий курса