Optimierung der Leistung von Rails-Anwendungen: Ein praktischer Leitfaden

Wussten Sie, dass eine App, die in 1 Sekundelädt, eine dreimal höhere Konversionsrate hat als eine Website, die in 5 Sekunden lädt? Dies zeigt, dass die Geschwindigkeit und Leistung einer Anwendung für den Erfolg eines Projekts entscheidend sind. Die Nutzer erwarten, dass die App so schnell wie möglich lädt, und unsere Hauptaufgabe ist es, ihre Erwartungen zu erfüllen. Deshalb ist es wichtig, regelmäßig Rails-Leistungstests durchzuführen.

Sowohl erfahrene IT-Profis als auch Nachwuchsentwickler haben versucht, das Problem der Rails-Leistungsoptimierung anzugehen. Glücklicherweise arbeiten wir mit über 50 Ruby on Rails-Apps und können Ihnen helfen, die Ladezeiten von Anwendungen zu verkürzen. Mit unseren Tipps zur Verbesserung der Leistung von Ruby on Rails-Anwendungen wird Ihr Projekt mit Sicherheit zum Erfolg führen.

4 Dinge, die Sie beachten sollten, bevor Sie mit der Optimierung einer Rails-App beginnen

Bevor wir mit einer detaillierten Beschreibung der Schritte zur Optimierung Ihrer RoR-App beginnen, sollten Sie einen Blick auf die folgenden Faktoren werfen:

Leistungsmessung

Im Jahr 2011 erwartete fast die Hälfte aller Internetnutzer, dass eine App-Seite in 3 Sekunden oder schneller angezeigt wird. Die Internetverbindung hat sich verbessert. Auch die Ladezeit von Seiten hat sich im Laufe der Jahre verringert. Heutzutage erwarten die Nutzer, dass eine App in weniger als einer Sekunde reagiert. Darauf müssen Sie sich vorbereiten.

Experten verwenden verschiedene Tools zur Überwachung und Verbesserung der Website-Leistung. Das haben wir bei einem unserer Projekte, Foody, einem Marktplatz für Rezepte, getan. Auf der Suche nach einer Lösung für Leistungstests mit hohem Volumen innerhalb eines strikten Zeitrahmens haben wir beispielsweise einen Spezialisten für Leistungstests engagiert, der Skripte für Lasttests der App erstellt hat, um herauszufinden, wie viele Nutzer die Website verkraften kann. Das Ergebnis ist, dass die Foody-Plattform gleichzeitig einen kontinuierlichen Zugang für 1 Million Nutzer pro Stunde bieten kann.

Hier sind einige weitere Empfehlungen für die Leistungsmessung Ihrer Rails-Framework-Anwendung:

Webseiten-Test

Web Page Test liefert allgemeine Daten über die Leistung von Anwendungen auf der Grundlage zahlreicher Indikatoren. Die Ergebnisse der Leistungsmessung sind klar, präzise und zugänglich. Das Tool ist recht einfach zu bedienen.

PageSpeed-Insights

Haben Sie jemals einen Speed Score Leistungsindikator verwendet? Dies ist ein Google-Tool, das von PageSpeed Insights verwendet wird. Die Lösung liefert Daten zur Web- und Desktop-Leistung. Sie vermittelt also ein vollständiges Bild davon, wie die Anwendung in verschiedenen Umgebungen funktioniert.

Das Wichtigste ist, dass Google die Ergebnisse der PageSpeed-Leistungsmessung beim Ranking der Webseite berücksichtigt. Je besser die Leistung Ihrer Website ist, desto höher ist der Rang auf der Suchergebnisseite.

New Relic APM

New Relic APM ist für alle Ihre Anforderungen geeignet. Es ist eine gute Wahl für Ruby-Anwendungen und Java, Node.js, Python und viele andere Lösungen.

New Relic APM ist ein Cloud-basiertes System mit einer übersichtlichen, intuitiven Oberfläche, die alle wichtigen Details zur Umgebung einer Anwendung liefert. So können Sie beispielsweise die wichtigsten Metriken finden und sicherstellen, dass Ihre Anwendung gut läuft. Darüber hinaus kann New Relic APM auch andere Probleme angehen. Es analysiert sie in Echtzeit und zeigt Wege zu ihrer Behebung auf.

Optimierung der Elemente, die es wirklich brauchen

Kürzlich kam einer unserer Partner mit einem besonders interessanten Fall zu uns. Er konnte eine Ruby-Anwendung nicht optimieren. Jede Verbesserung, die er vornahm, führte zu einer schlechteren Leistung als die ursprüngliche Version.

Wir haben die Situation analysiert, wichtige Indikatoren gemessen und die Ergebnisse verglichen. Die Schlussfolgerung war interessant. Wenn Sie an der Leistung von Ruby-Anwendungen arbeiten, sollten Sie wesentliche Änderungen nur an den Elementen vornehmen, die sie tatsächlich benötigen. Verbringen Sie also mehr Zeit damit, die Schwachstellen zu identifizieren und Ihre Bemühungen auf sie und Datenbanken zu konzentrieren. Es besteht nicht immer die Notwendigkeit, die Anwendung von Grund auf neu zu schreiben oder zu versuchen, die gesamte Lösung zu optimieren.

Machen Sie sich mit nützlichen Edelsteinen und Plugins vertraut

Die Leistungsoptimierung von Rails erfordert Codebereinigung und manuelles Refactoring, um Speicherplatz zu sparen. Es gibt zahlreiche Tools von Drittanbietern, mit denen diese Routinearbeiten schnell erledigt werden können.

Bestimmte Ruby-Gems und -Plugins sind eine große Hilfe bei der Codeoptimierung. Zum Beispiel:

• Bullet gem hilft dabei, das N+1-Problem nahtlos zu lösen, auf das wir später noch eingehen werden. Dieser Edelstein ist in der RoR-Gemeinschaft sehr beliebt und funktioniert sofort nach dem Auspacken;
• Yslow gem nutzt Yahoo! Rules zur Leistungsmessung und hilft Ihnen, Probleme zu erkennen.

Wie man die Leistung von Rails-Apps verbessert

Nach der Einführung ist es nun an der Zeit, konkrete Schritte für den Erfolg Ihrer Anwendung zu unternehmen. Die Optimierung einer Rails-Framework-App ist eine Aufgabe, die aus mehreren Komponenten besteht. Hier sind unsere Tipps für die Verbesserung jeder Komponente.

Server-Optimierung

In diesem Abschnitt werden wir uns mit den Methoden zur Serveroptimierung befassen:

Erhöhung der RAM-Kapazität (Random Access Memory)

Wenn die Zahl der Nutzer Ihrer Anwendung steigt und es zu leichten oder erheblichen Leistungseinbußen kommt, sollten Sie als allererstes die Leistungsfähigkeit des Servers überprüfen.

Eine Erhöhung der Kapazität des Arbeitsspeichers wird Ihre Anwendung wahrscheinlich wieder zu Höchstleistungen bringen.

Ein weiterer ähnlicher Tipp ist die Verwendung einer leistungsfähigeren Zentraleinheit (Central Processing Unit). Dabei handelt es sich um die elektronische Maschine im Computer, die Anweisungen von Programmen ausführt, mit denen ein Computer oder andere Geräte ihre Aufgaben erfüllen können.

Ersetzen Sie HDD durch SSD

Das Upgrade auf SSD (Solid-State-Drive) ist das, was Sie brauchen, um die Nutzer mit der Leistung der Lösung zu überraschen. Das ändert alles. Solid-State-Laufwerke sind viel schneller als die Festplatten der älteren Generation, vor allem wenn es darum geht, Daten aus verschiedenen Bereichen zu lesen und zu schreiben. Die Laufwerke sind die Hardware, auf der die Benutzerdaten gespeichert werden; daher ist die Geschwindigkeit des Lesens von ihnen ein wichtiger Faktor für die sichtbare Leistung.

Verwenden Sie eine Lastausgleichsmethode

Moderne Anwendungen mit hohem Datenverkehr verarbeiten Hunderttausende von Anfragen pro Sekunde. Je mehr Anfragen verarbeitet werden, desto schwieriger wird es, sofort zu reagieren.

Der Lastausgleich ist eine Möglichkeit, Anfragen an den Server angemessen weiterzuleiten. So kann die App die maximale Geschwindigkeit erreichen und ihre Leistung in die Höhe treiben.

Mit Veeqo hat Sloboda Studio bewiesen, dass es in der Lage ist, das Problem der Überlastung zu lösen.

Aufgrund des starken Anstiegs der Kundenzahl gab es immer eine große Anzahl von Rechnungen zu verarbeiten. Um sicherzustellen, dass die Server nicht überlastet werden, haben wir uns für AWS Lambda entschieden. Es hilft uns, Rechnungen zu erstellen und zu verwalten, ohne die Veeqo-Server zu überlasten.

Backend-Optimierung

Nachdem Sie die grundlegenden Dinge überprüft haben, die die Geschwindigkeit oder den Speicherplatz der Anwendung beeinträchtigen könnten, ist es an der Zeit, mit Ihrem Ruby-Code zu beginnen.

Halten Sie Ihren Code sauber

Wir wollen das Rad nicht neu erfinden, indem wir sagen, dass sauberer Code ein Muss für Sie ist. Es ist das Axiom, das jeder Softwareentwickler immer im Hinterkopf behalten sollte. Um mit sauberen Techniken erfolgreich zu sein, sind hier einige Regeln zu beachten:

• Erstellen Sie die Anwendungslogik im Voraus;
• Halten Sie sich an eine gut definierte, klare Struktur;
• Erläutern Sie Ihr Vorgehen mit Kommentaren;
• Halten Sie die Funktionen kurz;
• Verwenden Sie standardmäßige Benennungsprinzipien.

Es ist wichtig, dass Ihre Entwickler sich an saubere Programmierprinzipien halten und diese umsetzen, um sicherzustellen, dass die Anwendungen schnell und reibungslos laufen. Die meisten Rails-Anwendungen rendern etwas aus der Datenbank auf die Ansichten, daher ist es gut, zuerst die Datenbankaufrufe zu optimieren.

Arbeit an N+1 Abfrageproblemen

Es ist viel schneller, wenn eine Abfrage mehrere Ergebnisse liefert, als wenn sie einzeln erstellt werden. Manchmal macht Ihr Code das Letztere. Jede Abfrage liefert ein Ergebnis und sendet daher immer wieder neue Abfragen, bis die gewünschten Ergebnisse erzielt wurden. Bei der Optimierung geht es darum, dass eine einzige Abfrage Hunderte von benötigten Ergebnissen liefert. Sie muss sich über alle Arten der Optimierung erstrecken.

Das abfragebasierte Thema ist ziemlich komplex. Deshalb müssen Ihre Entwickler bei der Implementierung aufmerksam und durchdacht vorgehen, um sicherzustellen, dass die Abfragen kurz, klar und effizient sind.

Hinzufügen von Indizes

Einer der Gründe für die verzögerte Antwort sind fehlende Indizes. Je mehr sich die Tabellen erweitern, desto langsamer wird die Anwendung. Jedes Mal, wenn eine Anfrage erscheint, überprüft die Datenbank-Engine jede Zelle, bis sie die benötigten Informationen findet. Um diesen Prozess zu beschleunigen, müssen Sie lediglich Indizes hinzufügen.

Denken Sie daran, dass Indizes die Suche beschleunigen, aber die Aktualisierungen verlangsamen. Unterschätzen Sie nicht die Notwendigkeit, Indizes zu gemeinsamen Tabellen und Fremdschlüsseln sowie zu den Modellen hinzuzufügen, die polymorphe Beziehungen darstellen. Achten Sie außerdem auf die Sauberkeit der Datenbanken.

Verwendung von Hintergrundjob-Prozessoren

Auch Hintergrundprozesse können Ihre Leistung beeinträchtigen. Statistikberechnungen, Berichterstellung, Videoverarbeitung und ähnliche Aufgaben können in diese Kategorie fallen. Sie können sich über alle anderen Kategorien erstrecken. Ihre Automatisierung ist ein weiterer Schritt, der für eine bessere Leistung erforderlich ist.

Die Optimierung von Hintergrundprozessen, um eine Überlastung des Systems zu verhindern, ist eine Herausforderung, mit der wir bei einem unserer Projekte konfrontiert waren.

Creyos ist eine riesige kognitive Plattform, die über 10 Millionen Aufgaben verarbeitet hat und täglich eine große Anzahl von Anfragen bearbeitet. Das Problem einer möglichen Überlastung des Systems wurde zu einem entscheidenden Faktor, da eine solche Überlastung die Plattform beschädigen könnte.

Was die Lösung anbelangt, so mussten wir mehrere Prozesse einrichten – das Web, den Hintergrund und die geplanten Aufgaben. Für Web-Aufgaben verwenden wir Amazon EC2, die Web-Skala Cloud Computing-Entwicklung ist. Es gibt verschiedene Aufgaben auf Amazon, die wir erstellen: Web-, Hintergrund- und geplante Aufgaben. Die Webaufgaben und die Hintergrundaufgaben mit einer gemeinsamen Basis werden getrennt verarbeitet. Angenommen, der Benutzer möchte eine große Menge an Daten über das Internet herunterladen. Wir leiten diese Anfrage an die Hintergrundaufgaben weiter. Auf diese Weise vermeiden wir eine Überlastung der Anwendung. Wir haben die Anwendung aus vielen unabhängigen Teilen aufgebaut. Wenn ein Teil nicht mehr funktioniert, werden die anderen nicht gleichzeitig zusammenbrechen.

Es gibt auch viele Tools, die speziell für das RoR-Framework entwickelt wurden, die für die Hintergrundverarbeitung nützlich sein können und dazu beitragen, dass die Anwendung in kürzerer Zeit geladen wird. Wir bevorzugen die folgenden Lösungen:

Sidekiq

Sidekiq ist einer der beliebtesten Open-Source-Gems, den Experten für die Hintergrundverarbeitung verwenden. Es verfügt über ein praktisches Dashboard, um Daten über alle Warteschlangen und Antwortdetails zu finden.

Rettung

Rescue ist die Alternative zu Sidekiq und wird von Entwicklern zur Behandlung von Ruby-Ausnahmen verwendet.

Aktiver Job

Das Active Job-Framework hilft auch beim Umgang mit Aufträgen in Warteschlangen. Es ermöglicht die parallele Verarbeitung von kleinen, gut organisierten Einheiten von Hintergrundaufgaben.

Cachen Sie alles, was Sie können

Mehr Geschwindigkeit bedeutet weniger sinnlose Aktionen. Und genau hier kann Caching helfen. Es ermöglicht das Speichern von Inhalten jedes Mal, wenn der Server auf eine neue Anfrage antwortet. Es gibt verschiedene Arten von Caching, jede mit ihren eigenen Besonderheiten und ihrem eigenen Zweck. Sie können einen Blick in die offizielle Ruby-Dokumentation werfen.

Eine weitere Optimierung zur Erhöhung der Anzeigegeschwindigkeit ist das Zwischenspeichern komplexer Datenbankabfragen. Wenn Ihre App Statistiken und Analysen anzeigt, ist es wahrscheinlich, dass Sie eine komplexe Datenbankabfrage durchführen, um jede Metrik zu berechnen.

Um diese Lösung optimal zu nutzen, sollten Sie bewerten, welcher Teil der Webanwendung die Leistung beeinträchtigt, und darauf Caching-Techniken anwenden.

Ruby GC Tuning verwenden

GC, oder Garbage Collection, ist ein weiteres Konzept, mit dem Sie sich vertraut machen müssen, um Ihre Rails-App zu optimieren. Dabei handelt es sich um eine Methode zur Verwaltung des Speichers der Anwendung. Wenn Sie Ihre Ruby GC-Einstellungen ändern, können Sie sowohl die Unit-Tests als auch die gesamte Anwendung beschleunigen. Die Algorithmen sind faszinierend und erfordern einige zusätzliche Recherchen, um sie zu verstehen.

Frontend-Optimierung

Ihre Anwendung besteht nicht nur aus brillantem Ruby-Code. Damit sie in kürzerer Zeit gerendert wird und nahtlos läuft, müssen Sie sich auch um ihr Front-End kümmern.

Vertraut werden mit CDN

Die Entfernung, die Ihr Vorhaben, die Leistung einer Ruby on Rails-Anwendung zu verbessern, behindern kann. Der Server kann tausend Meilen vom Endbenutzer entfernt sein. Die Anfrage-Antwort-Zeit kann bis zu einer Minute dauern. Wie können Sie damit umgehen?

Ein Content Delivery Network (CDN) ist Ihr Werkzeug für die Optimierung und Verbesserung der Bereitstellung von Inhalten. Ein CDN ist nicht nur für Rails-Framework-Anwendungen wichtig, sondern auch für jede andere Art von Anwendung. Es hilft den Webinhalten, die Nutzer schnell zu erreichen, unabhängig davon, wo sich der Endnutzer befindet.

Bei der Optimierung der Website von Home Fit Out standen wir vor einer ähnlichen Herausforderung. HOME FIT OUT ist eine digitale Plattform, die modernste Einrichtungslösungen anbietet.

Ihre Bilder wurden nicht innerhalb der Anwendung gespeichert. Stattdessen konnte auf sie über Links zugegriffen werden, die zu Servern Dritter führten. Da nur Links gespeichert wurden, konnten die Bilder ausfallen. Der Grund dafür war, dass einige Möbelstücke auf dem Server eines Drittanbieters nicht mehr vorrätig waren. Dadurch wurden auch die Bilder unzugänglich.

Außerdem überlasteten die Bilder das System, da sie sehr viel Speicherplatz beanspruchten.

Um dieses Problem zu lösen, haben wir alle Bilder in AWS S3 hochgeladen und ihre Größe geändert. Außerdem haben wir die Bilder über CloudFlare CDN verteilt. Dabei handelt es sich um das Content Delivery Network von Amazon, das die Ladezeit beschleunigt.

Jetzt werden die Bilder nicht mehr direkt vom Server gezogen. Stattdessen werden sie im CDN gespeichert, und die Benutzer greifen auf den nächstgelegenen lokalen Server zu, von dem aus das Bild gezogen wurde.

Statische Dateien freigeben

Normalerweise brauchen Sie keine Dateien unterwegs zu erstellen. Im Falle von CSS-Dateien und Bildern müssen Sie dies überhaupt nicht tun. Wenn Sie statische Dateien verwenden, sparen Sie Ihre Zeit für wichtigere Dinge und erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit der App.

Komprimieren der Dateien

Mit attraktiven Bildern ist es möglich, mehr und mehr Nutzer zum Besuch Ihrer Website zu bewegen. Diese Bilder sind atemberaubend, schön und authentisch, aber sie verlängern die Ladezeit der Webseite. Komprimieren Sie die Dateien, die Sie entwerfen, um Ihre Nutzer mit großartigen Bildern und blitzschnellem Seitenaufbau anzusprechen.

Freunde finden mit AJAX

Beeinflusst von der populärsten Programmiersprache, wurde die AJAX-Technik entwickelt, um Anwendungen in einer Vielzahl von Bereichen zu finden. Eigentlich handelt es sich um eine ganze Reihe von Techniken für die Entwicklung asynchroner Lösungen. Sie sorgt dafür, dass sich der Inhalt von Webseiten dynamisch ändert. Es ist nicht notwendig, eine Seite jedes Mal neu zu laden, wenn Sie die Aktualisierung überprüfen wollen; alles ist automatisiert. AJAX minimiert die Anzahl der Abfragen und trägt somit zur Verbesserung der Leistung bei.

Unsere Erfahrung

Wir haben mit Anwendungen gearbeitet, die eine Schienenoptimierung benötigten, und hier sind einige Beispiele:

Glücksrad HR

Fortune Wheel HR ist eine SaaS-basierte App, die ein gamifiziertes Belohnungssystem für verschiedene Unternehmen geschaffen hat, die den Unternehmensalltag abwechslungsreicher gestalten wollen, und für individuelle Nutzer, die an Quizspielen teilnehmen und wertvolle Preise erhalten möchten.

Ziel: Der Kunde kam zu Sloboda Studio mit dem Ziel, die Anwendung zu optimieren und neue Funktionen für die mobile App zu entwickeln.

Als Ergebnis unserer Zusammenarbeit hat das Unternehmen seine mobile Plattform auf zwei Arten von Modi umgestellt: für die Arbeit und zum Spaß. Dank der Speicheroptimierung lädt die Anwendung doppelt so schnell herunter wie zuvor. Das liegt daran, dass unser Team die Bilder optimiert und alle Daten komprimiert hat, um sicherzustellen, dass keine Qualitätsverluste entstehen, die für das Hochladen der Anwendung in die Shops erforderlich sind. Spart viel Speicherplatz für andere schwere Aufgaben

Um die Produktivität weiter zu steigern, wechselte unser Team außerdem von monolithischem Ruby zu Microservice-Java. Dies ermöglichte einen besseren Arbeitsablauf und eine flexiblere Anwendungsarchitektur.

Fazit

Hervorragende Lösungen auf den Markt zu bringen, ist nicht wie Fahrradfahren. Die Erstellung einer legendären Anwendung erfordert Ihr volles Engagement und maximalen Einsatz. Wir haben erörtert, wie man die Leistung von Ruby on Rails-Anwendungen verbessern kann, und Ihr Weg zum Erfolg beinhaltet:

• Serveroptimierung

  : Polylang-Platzhalter nicht ändern

• Backend-Optimierung

  : Polylang-Platzhalter nicht ändern

• Frontend-Optimierung

  : Polylang-Platzhalter nicht ändern

Bereinigen Sie Ihre Datenbankabfragen, erstellen Sie dann AJAX-Anfragen, wo immer Sie können, und cachen Sie schließlich so viele Ansichten wie möglich. Danach können Sie zu WebSockets und Datenbank-Caching übergehen.

Wir hoffen, dass unsere Tipps dazu beitragen werden, die Leistung Ihrer RoR-Framework-Anwendung auf die nächste Stufe zu heben. Sloboda Studio hat bereits zahlreiche Plattformen wie Veeqo, Foody, Fortune Wheel HR und Home Fit Out erfolgreich optimiert. Kontaktieren Sie unser Team für eine professionelle Beratung, wenn Sie Hilfe bei Ihrem Projekt benötigen.