Caching dei microservizi: cosa fare quando l'applicazione inizia a rallentare

Immagina di utilizzare un braccio robotico complesso che esegue un assemblaggio di precisione. Ogni servomotore e meccanismo di sterzo deve rispondere accuratamente ai comandi. Ma se il segnale viene ritardato, l’intero processo si bloccherà o addirittura andrà storto. Le applicazioni in un'architettura a microservizi a volte sono così: i servizi vengono chiamati frequentemente e i dati vengono trasferiti avanti e indietro. Se non stai attento, l’intero sistema rallenterà.

Perché è lento? Perché ogni richiesta di dati può richiedere l'attraversamento della rete, il controllo del database e l'esecuzione di calcoli complessi. Quando il numero degli utenti aumenta e i servizi aumentano, questo ritardo viene amplificato e l’esperienza inizia a diminuire.

Quale problema può risolvere la memorizzazione nella cache?

In poche parole, la memorizzazione nella cache consiste nell'archiviare temporaneamente i dati a cui si accede di frequente in un luogo più veloce. Proprio come in una catena di montaggio meccanica, tieni gli strumenti utilizzati di frequente a portata di mano invece di frugare ogni volta nel magazzino.

Nei microservizi, la memorizzazione nella cache può aiutarti a:

• Riduci le query di dati ripetute e riduci la pressione sul database
• Accelera la risposta e fai sentire gli utenti più tranquilli
• Fornire supporto per i dati di backup quando alcuni servizi sono temporaneamente non disponibili

Ma il caching non significa solo aggiungere memoria. Quali dati mettere? Per quanto? Cosa devo fare se i dati cambiano? È qui che devi davvero usare il cervello.

Diversi scenari che potresti incontrare

Scenario 1: visualizzazione delle informazioni sul prodotto In un'applicazione di e-commerce, i dettagli del prodotto vengono visualizzati frequentemente. Se devi controllare il database ogni volta, il database diventerà rapidamente un collo di bottiglia. La memorizzazione nella cache delle informazioni sul prodotto, anche solo per pochi secondi, può ridurre significativamente le query ripetute.

Scenario 2: dati della sessione utente Dopo che un utente ha effettuato l'accesso, le informazioni sull'identità e le impostazioni delle preferenze verranno condivise tra più servizi. La memorizzazione nella cache di questi dati di sessione può evitare la verifica dell'identità per ogni richiesta e accelerare le chiamate di servizio interne.

Scenario 3: dati importanti: in determinati periodi di tempo si accede in modo intensivo a dati specifici (ad esempio articoli promozionali). Rafforzare temporaneamente la strategia di memorizzazione nella cache di questi dati può aiutare il sistema a sopravvivere senza problemi ai picchi di traffico.

Come scegliere una strategia di memorizzazione nella cache?

Qualcuno potrebbe chiedere: "Dove dovrei mettere la cache?" In effetti, ci sono diversi modi comuni:

• Cache locale: i dati vengono archiviati nella memoria di un singolo servizio, che è veloce ma non può essere utilizzata da altri servizi.
• Cache distribuita: utilizza un servizio cache indipendente (come Redis), tutti i microservizi possono accedervi e i dati rimangono coerenti
• Caching multistrato: combina i due, inserisci i dati più importanti localmente e inserisci i dati condivisi nella cache distribuita

La scelta dipende dalle reali necessità. Se il tuo servizio è relativamente indipendente e i dati non cambiano frequentemente, la memorizzazione nella cache locale potrebbe essere sufficiente. Se hai bisogno di più servizi per condividere gli stessi dati, devi considerare una soluzione distribuita.

Insidie ​​in cui è facile incorrere durante l'implementazione

Aggiungere la cache non significa che tutto andrà bene. La coerenza dei dati è un grattacapo: il database viene aggiornato e i vecchi dati nella cache non sono scaduti e gli utenti potrebbero visualizzare informazioni obsolete.

La soluzione abituale è impostare una scadenza ragionevole o svuotare attivamente la cache quando i dati vengono aggiornati. Tuttavia, se il tempo di scadenza è impostato su un valore troppo breve, l'effetto cache verrà ridotto; se è impostato troppo lungo, la finestra di incoerenza diventerà più grande. L’equilibrio tra questi due elementi deve essere adeguato in base alle caratteristiche dell’impresa.

Un altro problema comune è la penetrazione della cache. Se qualcuno richiede intenzionalmente dati che non esistono e ogni richiesta bypassa la cache e colpisce il database, la pressione arriverà. La soluzione semplice è memorizzare temporaneamente nella cache il risultato "Nessun dato trovato".

Perché questo è rilevante per la progettazione meccanica?

Forse ti starai chiedendo perché un marchio che produce servomotori e servi vuole parlare di architettura software? In effetti, la logica di fondo è la stessa. Che si tratti della risposta di controllo di macchinari di precisione o della risposta rapida di servizi software, il nocciolo della questione è "fornire una risposta precisa al momento giusto".

Il meccanismo di memorizzazione nella cache è come aggiungere un'azione preventiva al sistema: preparare in anticipo i dati che potrebbero essere necessari nella fase successiva per ridurre i tempi di attesa. Questa idea di design è in realtà comune nei campi hardware e software.

Come eseguire la memorizzazione nella cache dei microservizi?

Se vuoi iniziare, inizia con questi semplici passaggi:

1. Identificare innanzitutto i colli di bottiglia delle prestazioni: monitorare a quali dati si accede più frequentemente e quali query richiedono più tempo.
2. Inizia con un ambito limitato: scegli un servizio pilota non principale, aggiungi cache e osserva l'effetto
3. Imposta una strategia di aggiornamento chiara: pensa a come verrà gestita la cache quando i dati verranno aggiornati
4. Monitorare attentamente: la frequenza di riscontro della cache e le modifiche dei tempi di risposta richiedono un'attenzione continua

Non provare a riempire la cache per tutti i servizi contemporaneamente. Come per il debug di un sistema meccanico, spesso è più sicuro regolare, testare e aggiustare passo dopo passo.

un piccolo pensiero

Una buona progettazione della cache non rende semplicemente l'applicazione più veloce, ma rende l'intero sistema più resiliente. Quando alcuni servizi subiscono ritardi o guasti, la memorizzazione nella cache può fornire agli utenti garanzie di esperienza di base e far guadagnare tempo ai team di manutenzione per le riparazioni.

È come un sistema meccanico affidabile: anche se un sensore ritarda occasionalmente il feedback, l'attuatore può comunque funzionare senza intoppi in base alle istruzioni precedenti e non si fermerà all'improvviso.

In ultima analisi, la scelta delle soluzioni tecniche ruota sempre attorno alle esigenze effettive. Comprendi le caratteristiche della tua applicazione e osserva le regole del flusso di dati e la strategia di memorizzazione nella cache diventerà naturalmente chiara. Dopotutto, nessuna serie di configurazioni può adattarsi a tutti gli scenari, solo quella adatta a te è efficace.

Fondata nel 2005,kpowerè dedicata a un produttore professionale di unità di movimento compatte, con sede a Dongguan, nella provincia del Guangdong, in Cina. Sfruttando le innovazioni nella tecnologia di azionamento modulare,kpowerintegra motori ad alte prestazioni, riduttori di precisione e sistemi di controllo multiprotocollo per fornire soluzioni di sistemi di azionamento intelligenti efficienti e personalizzate.kpowerha fornito soluzioni di sistemi di azionamento professionali a oltre 500 clienti aziendali in tutto il mondo con prodotti che coprono vari campi come sistemi domestici intelligenti, elettronica automatica, robotica, agricoltura di precisione, droni e automazione industriale.