Ruby on Rails ist eine der fortschrittlichsten und beliebtesten MVC-Plattformen unter Entwicklern. Sie wurde 2004 entwickelt und hat sich im Laufe der Jahre zu einem wichtigen Akteur in ihrem Bereich entwickelt.
Diese Entwicklungsumgebung wurde als Grundlage für Websites wie Shopify, GitHub, Airbnb, Twitter, Groupon und viele andere verwendet. Dennoch mussten praktisch alle genannten Ressourcen sowie einige andere renommierte Webdienste (LinkedIn und PayPal) aufgrund von Erweiterungen und Skalierbarkeitsproblemen von Ruby on Rails schließlich auf andere, bequemere Plattformen (insbesondere Node.js) umsteigen.
Interessant ist, dass Ruby selbst – eine grundlegende Programmiersprache von Ruby on Rails – auch als eine der langsamsten (!!!) Sprachen überhaupt gilt. Sehen Sie sich das Diagramm mit den Ergebnissen der Leistungstests unten an, um sich selbst ein Bild zu machen:
Andererseits ist RoR einfach perfekt für die problemlose Erstellung von Großprojekten mit komplexer Geschäftslogik. Durch die äußerst einfache Integration mit externen Datenbanken, die einen minimalen Aufwand bei der Definition von Verbindungen mit externen Quellen erfordert, können Sie rechenintensive Lösungen schnell und einfach erstellen.
Wo liegt also die ultimative Wahrheit – lässt sich Rails skalieren oder sollte man sich doch lieber nach einer anderen, passenderen Entwicklungsumgebung umsehen? Wir sagen Ihnen, warum es sich lohnt, Rails als Grundlage für Ihre Software zu verwenden, wenn Sie planen, die Belastung zu erhöhen.
Was bedeutet „Skalierbarkeit“ bei RoR-basierter Software?
Lassen Sie uns zunächst den Begriff der Skalierbarkeit bei der Entwicklung von Software auf der Grundlage von Webtechnologien definieren.
Die Skalierbarkeit einer Anwendung bedeutet im Wesentlichen, dass sie in der Lage sein muss, eine viel größere Anzahl von Benutzeranfragen gleichzeitig zu verarbeiten, als ursprünglich angenommen wurde. Die Leistung der Software darf dadurch nicht beeinträchtigt werden.
Es liegt auf der Hand, dass die ursprüngliche Struktur des Serverteils der Anwendung in diesem Fall nicht ohne zusätzliche Eingriffe für eine stabile Leistung sorgen kann. Die Transformation der Software liegt in der Verantwortung des Frameworks, auf dem sie basiert. Versuchen Sie insbesondere, die folgenden Fragen zu klären:
- Verfügt das gewählte Framework über die notwendigen Werkzeuge zur Skalierung?
- Welches gewünschte Volumen an Nutzern soll die App pro Minute verarbeiten können?
- Wie zugänglich wird die Integration mit einer neuen Datenbank sein?
Dies wird Ihnen bei der Entscheidung helfen, welche Umgebung Sie zu Beginn der Entwicklung Ihrer Webanwendung wählen sollten.
Im Allgemeinen erfüllt Ruby on Rails all diese Fragen ziemlich gut – es ermöglicht das Schreiben von modularem Code, der leicht in gängige Datenbankverwaltungssysteme integriert werden kann, es setzt den Load Balancer ein und ist in der Lage, bei der Verarbeitung erhöhter Anfragelasten mit entsprechender Optimierung ein recht ausreichendes Leistungsniveau zu bieten.
Wie skaliert man eine RoR-Anwendung mit minimalem Ressourcenaufwand?
Nun zum Hauptteil – wie ressourcenintensiv ist die Einrichtung der Rails-Skalierbarkeit? Sehen Sie sich einige Life Hacks an, die Ihnen helfen werden, Ihre Ruby on Rails Performance stabil zu halten.
Vereinfachen Sie den Code so weit wie möglich
Ignorieren Sie niemals das Refactoring! Der Prozess erfordert viel Aufwand und Ressourcen, das ist eine Tatsache, aber er hilft auch dabei, viele schwerwiegende Probleme bei der Leistungsoptimierung auf lange Sicht zu lösen. Alternativ können Sie Aufgaben, die eine höhere Rechenleistung erfordern, in einfacheren Sprachen schreiben (siehe das Diagramm unten) – so können Sie RoR mit leichter zugänglichen Modulen ohne übermäßigen Aufwand integrieren.
Verwenden Sie einen modularen Software-Codierungsansatz
Das Motto von Ruby on Rails lautet: „Wiederhole dich nicht“. Ein modularer Ansatz bei der Softwareerstellung im Einklang mit einer serviceorientierten Architektur wird dazu beitragen, die Lastverteilungsprozesse in Zukunft zu optimieren.
Speichern Sie den Zustand der Anwendung auf der Client-Seite
Wenn der gespeicherte Zustand auf dem Server verbleibt, kann die weitere Optimierung des Codes für die horizontale Skalierung (wir werden den Begriff weiter unten diskutieren) umständlicher werden. Speichern Sie den aktuellen Zustand auf der Client-Seite, um Optimierungsprobleme zu vermeiden.
Vertikale und horizontale Skalierung
Vertikale Skalierung bedeutet im Wesentlichen die Erhöhung der Serverleistung – Erweiterung des Arbeitsspeichers, Wechsel zu einem leistungsfähigeren Prozessor usw. Leider ist dieser Ansatz nicht unbegrenzt – Speicherkarten und Prozessoren können mit der Zeit für die Handhabung Ihrer Software veraltet sein.
Die horizontale Skalierung löst dieses Problem. Sie hilft, alle für die Leistung Ihrer Anwendung erforderlichen Berechnungen auf mehrere Server zu verteilen. Auf diese Weise können Sie die Anzahl der Server, die Arbeitskapazitäten für das Backend bereitstellen, beliebig erhöhen. Außerdem können Sie Server mit unterschiedlichen Leistungsspezifikationen für verschiedene Anwendungsmodule einsetzen.
Bei der horizontalen Skalierung wird die gesamte Software von der Standard-Serverarchitektur auf eine 3-Tier-Architektur umgestellt, die folgende Ebenen umfasst:
- Server mit dem Load Balancer
- Web-App-Instanzen
- Datenbank-Instanzen
Schauen wir uns die einzelnen Komponenten genauer an.
Lastverteiler
RoR verwendet Nginx als Load Balancer, der die intellektuelle Verteilung der Rechenaufgaben auf die Server vornimmt. Die Verarbeitung von Benutzeranfragen unter Einbeziehung des Load Balancers erfolgt anschließend Server für Server.
App-Instanzen
Um die Verbindung mit der App auf dieser Ebene der 3-Tier-Architektur herzustellen, werden spezielle App-Server verwendet – jeder ist mit einer separaten App-Instanz für die weitere Verarbeitung von Benutzeranfragen verbunden (sie sind im Wesentlichen für die E/A der Operation verantwortlich; die asynchrone Art der Programmierung kann die Verarbeitung zusätzlich beschleunigen). Die derzeit beliebtesten App-Server sind Unicorn, Puma und Phusion Passenger.
Datenbank-Instanzen
Die Arbeit mit Datenbankinstanzen ist der nächste Schritt bei der Schaffung einer skalierbaren Architektur. Damit können Sie Ihre Software ausfallsicherer machen und ihre Leistung beschleunigen.
Die typischste Form der Interaktion zwischen separaten Replikaten derselben Datenbank ist die Master-Master-Replikation. Indem eine Instanz in beliebiger Weise angepasst wird, sendet sie Signale über Änderungen an andere Instanzen und synchronisiert so die Leistung der gesamten Anwendung mit minimalen Leistungsverlusten. Durch Caching lassen sich Verzögerungen zusätzlich verringern – es senkt die Belastung des Server-Prozessors erheblich (laut einer Präsentation der Entwickler des im Silicon Valley ansässigen Twitter-Teams können etwa 90 % der API-Anfragen gecached werden).
Was skalierbare Datenbanken angeht, so ist es viel vernünftiger, PostgreSQL und MongoDB anstelle des Standard-MySQLzu verwenden – sie sind empfänglicher für die horizontale Skalierung.
Schlussfolgerung
In diesem Artikel haben wir versucht, die Frage „Kann Rails skalieren?“ zu beantworten. Wie Sie sehen können, ist es nicht wahr, dass Anwendungen, die auf RoR aufgebaut sind, nicht skalierbar sind. Auf der anderen Seite gibt es kein geheimes, universelles Tool, das die Skalierbarkeit von Ruby on Rails wirklich beeinflussen kann. Wenn Sie also die oben genannten Empfehlungen befolgen, können Sie eine Anwendung erstellen, deren Architektur leicht zu ändern ist.
Wenn Sie keine ausreichende Erfahrung in der Arbeit mit Ruby on Rails haben, Ihr Projekt aber dennoch auf diesem Framework aufgebaut werden soll, sollten Sie sich an professionelle Hilfe wenden. Das Entwicklerteam von Sloboda Studio hat Dutzende von qualitativ hochwertigen RoR-basierten Lösungen implementiert, lassen Sie uns auch Ihre gemeinsam erstellen!
