כשמשרטטים תרשים של קצב העברת הנתונים לאורך זמן כשמשנים משתנה אחר, בדרך כלל רואים עלייה בקצב העברת הנתונים עד שהוא מגיע לנקודה שבה המשאבים מוצו.
בתרשים הבא מוצג גרף אופייני של קצב העברת נתונים. ככל שמספר הלקוחות גדל, עומס העבודה והתפוקה גדלים עד שכל המשאבים מנוצלים.
באופן אידיאלי, כשמכפילים את העומס על המערכת, גם התפוקה אמורה להכפיל את עצמה. בפועל, תהיה תחרות על המשאבים, מה שיוביל לעלייה קטנה יותר בקצב העברת הנתונים. בשלב מסוים, מיצוי משאבים או מחלוקת על משאבים יגרמו לרוחב הפס להתייצב או אפילו לרדת. אם אתם מבצעים אופטימיזציה של קצב העברת הנתונים, חשוב לזהות את הנקודה הזו כי היא תעזור לכם להבין איפה כדאי לבצע שינויים במערכת האפליקציה או במסד הנתונים כדי לשפר את קצב העברת הנתונים.
הנה כמה סיבות נפוצות לכך שקצב העברת הנתונים מתייצב או יורד:
- ניצול יתר של משאבי המעבד (CPU) בשרת של מסד הנתונים
- ניצול מלא של משאבי ה-CPU בלקוח, כך שלא נשלחת עבודה נוספת לשרת מסד הנתונים
- תחרות על נעילה במסד נתונים
- זמן ההמתנה של קלט/פלט כשהנתונים חורגים מגודל מאגר הנתונים הזמני של Postgres
- זמן ההמתנה של קלט/פלט בגלל ניצול מנוע האחסון
- צווארי בקבוק ברוחב הפס של הרשת שמונעים החזרת נתונים ללקוח
זמן האחזור והתפוקה נמצאים ביחס הפוך. ככל שזמן האחזור גדל, קצב העברת הנתונים יורד. זה הגיוני מבחינה אינטואיטיבית. כשהצוואר בקבוק מתחיל להיווצר, הפעולות מתחילות להימשך יותר זמן והמערכת מבצעת פחות פעולות בשנייה.
בתרשים של שינוי ההשהיה מוצג איך ההשהיה משתנה ככל שהעומס על המערכת גדל. זמן האחזור נשאר קבוע יחסית עד שנוצר חיכוך בגלל תחרות על משאבים. נקודת הפיתול של העקומה הזו בדרך כלל תואמת לנקודה שבה עקומת התפוקה משתטחת בתרשים של קנה המידה של התפוקה.
דרך שימושית נוספת להעריך את זמן האחזור היא באמצעות היסטוגרמה. בייצוג הזה, אנחנו מקבצים את זמני האחזור לקטגוריות וסופרים כמה בקשות נכללות בכל קטגוריה.
ההיסטוגרמה הזו של זמן האחזור מראה שרוב הבקשות הן מתחת ל-100 אלפיות השנייה, וזמני האחזור ארוכים מ-100 אלפיות השנייה. הבנת הסיבה לבקשות עם זנב ארוך של זמני אחזור יכולה לעזור להסביר את השינויים בביצועי האפליקציה. הסיבות לזנב הארוך של זמני האחזור הארוכים יותר תואמות לזמני האחזור הארוכים יותר שמופיעים בתרשים הרגיל של קנה המידה של זמן האחזור, ולשיטוח של תרשים התפוקה.
היסטוגרמת זמן האחזור הכי שימושית כשבאפליקציה יש כמה אופנים. מודאליות היא קבוצה רגילה של תנאי הפעלה. לדוגמה, ברוב המקרים האפליקציה ניגשת לדפים שנמצאים במטמון המאגר. ברוב המקרים, האפליקציה מעדכנת שורות קיימות, אבל יכולים להיות כמה מצבים. לפעמים האפליקציה מאחזרת דפים מהאחסון, מוסיפה שורות חדשות או נתקלת בתחרות על נעילה.
כשאפליקציה נתקלת במצבי הפעולה השונים האלה לאורך זמן, ההיסטוגרמה של זמן האחזור מציגה את המצבים השונים האלה.
באיור הזה מוצג היסטוגרמה בימודלית טיפוסית שבה רוב הבקשות מטופלות תוך פחות מ-100 אלפיות השנייה, אבל יש עוד קבוצת בקשות שלוקח 401-500 אלפיות השנייה לטפל בהן. הבנת הסיבה למודאליות השנייה הזו יכולה לעזור לשפר את ביצועי האפליקציה. יכולים להיות גם יותר משני אופנים.
האפשרות השנייה יכולה להיות תוצאה של פעולות רגילות במסד הנתונים, של תשתית וטופולוגיה הטרוגניות או של התנהגות האפליקציה. הנה כמה דוגמאות:
- רוב הגישות לנתונים הן ממאגר הנתונים הזמני של PostgreSQL, אבל חלקן מגיעות מהאחסון
- הבדלים בזמני האחזור ברשת בין חלק מהלקוחות לבין שרת מסד הנתונים
- לוגיקה של אפליקציה שמבצעת פעולות שונות בהתאם לקלט או לשעה ביום
- תחרות על נעילה באופן ספורדי
- עלייה חדה בפעילות הלקוחות