Ch1. チューニングの基礎知識

TL;DR

パフォーマンスチューニングは、個々の要素の高速化ではなく、全体最適化の問題である

一箇所だけ早くても、他で詰まっていたら意味がない(=ボトルネック)

パフォーマンスチューニングは次の3つをひたすら繰り返す作業である

1. 負荷試験の実施
2. 実施結果の確認、原因の特定
3. ボトルネックの改善

ボトルネックとなりうる箇所は次の5つである

1. CPU時間
2. メモリ領域
3. メモリI/O帯域
4. ネットワークI/O帯域
5. ストレージI/O帯域

Question

• Webサービスの高速化とは何か
• Webサービスの高速化はなぜ必要なのか
• Webサービスの高速化のために何をすればいいのか
• チューニングとは何か
• チューニングの手順は
• チューニングで気をつけることは

3R

Webサービスの高速化とは何か

• レイテンシ、スループットを改善すること
• Webサービスの利用者がリクエストを送信してから、利用者にレスポンスが届くまでの時間を短くすること(＝レイテンシ）
  • この一連の流れにかかる時間のことをRTT(Round Trip Time)という
  • 2.5秒以下がボーダーライン、できれば1秒未満が望ましい
• 同時並行で処理できるリクエスト数を多くすること(=スループット)

Webサービスの高速化はなぜ必要なのか

• ユーザー体験の向上のため
  • 利用者を逃さない
• SEO対策に効果があるため
  • Core Web Vitalsという指標
    • LCP：
    • FID：
    • CLS：
• コスト効率のため
  • 1つの処理でサーバーを占有する時間が短くなるため

Webサービスの高速化のために何をすればいいのか

1. Webサービスの構造を把握する
   • マクロ的視点：アーキテクチャ全体を見る
   • ミクロ的視点：データの流れを要素ごとに分解してみる
2. 各要素の入力・計算・出力を把握する
   • 処理が遅い = 入力・計算・出力のどこかに問題がある
   • どこかを特定するのには次の観点で分解してみると良い
     • CPU時間
     • メモリ領域
     • メモリI/O帯域
     • ネットワークI/O帯域
     • ストレージI/O帯域

チューニングとは何か

• Webサービスをいい感じにする

「推測せず計測する」とは

• チューニングの心構え
• 計測結果をチューニングの出発点とする

「公平に比較する」とは

• 計測結果を比較するときの心構え
• 前提条件を揃えて比較する
  • アプリのバージョン
  • スペック
  • 設定値
  • ウォームアップ状況
  • 負荷の状況
  • etc…

「1つずつ比較する」とは

• チューニングの心構え
• 色々な改善案が思い浮かぶと思うが、一度にまとめて実施するのではなく、1つずつ適用していく
• 時間がない時は別

チューニングの手順

1. 負荷試験を実施
2. 結果を確認
3. 改善
4. 1~3を繰り返す

チューニング時に気をつけること

• 制約を確認する
  • インフラの構成、レスポンスデータの形式など
• ボトルネックだけにアプローチする
  • ボトルネックでない部分を変えるとかえってパフォーマンスが落ちる
• ボトルネックは外側から解消する
  • データの出口に近い部分から解消していく

まとめ

• Webサービスの高速化は、ユーザー体験を向上させるだけでなく、コスト効率も向上させる、非常に重要な工程である。
• 高速化は、パフォーマンスチューニングを実施すると効率的に実現することができる
• パフォーマンスチューニングは、負荷試験を実施し、その結果からボトルネックを特定し、ボトルネックを解消するという3つのステップを繰り返す、地道な作業である
• ボトルネックを解消しても無くなるわけではなく、他の場所に移動するだけである
• ボトルネックを完全に無くすことはできない