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PERF 8: トレードオフをどのように使用するとパフォーマンスが向上するのですか?

アーキテクチャの設計にあたって、最適なアプローチとなるトレードオフを特定します。多くの場合、整合性、耐久性、および時間とレイテンシーの余裕と引き換えに、パフォーマンスを向上させることができます。

リソース

Introducing The Amazon Builders’ Library (DOP328)
Amazon Builders’ Library
Best Practices for Implementing Amazon ElastiCache

ベストプラクティス:

パフォーマンスが最も重要な分野を理解する: ワークロードのパフォーマンスの向上が効率性やカスタマーエクスペリエンスにプラスの影響を与える分野を理解し、特定します。たとえば、カスタマーインタラクションが多いウェブサイトは、エッジサービスを使用してコンテンツ配信を顧客の近辺に移動させることでメリットを得ることができます。
デザインパターンとサービスについて理解する: ワークロードのパフォーマンスの向上に役立つさまざまなデザインパターンとサービスについて調査し、理解します。分析の一環として、より優れたパフォーマンスを達成するために何を引き替えにすることができるかを特定します。たとえば、キャッシュサービスの使用はデータベースシステムにかけられた負荷を低減できますが、安全なキャッシングを実装するためのエンジニアリングが必要となる、または一部の領域で結果整合性が生じる可能性があります。
トレードオフが顧客と効率性にどのように影響するかを明らかにする: パフォーマンス関連の向上を評価する場合、どの選択肢が顧客とワークロードの効率性に影響するかを特定します。たとえば、key-value データストアの使用がシステムパフォーマンスを向上させる場合、その結果整合性の特質がお客様に与える影響を評価することが大切です。
パフォーマンス向上の影響を測定する: パフォーマンスを向上させるための変更を行うと同時に、収集されたメトリクスとデータを評価します。この情報を使用して、そのパフォーマンス向上がワークロード、ワークロードのコンポーネント、および顧客に与えた影響を判断します。この測定は、トレードオフに由来するパフォーマンス向上を理解する、および副次的な悪影響が生じたかどうかを判断するために役立ちます。
さまざまなパフォーマンス関連戦略を使用する: 適用可能な場合は、複数の戦略を活用してパフォーマンスを高めてください。たとえば、過剰なネットワークコールやデータベースコールを防止するためにデータキャッシングなどの戦略を使用する、データベースエンジンの読み込みレートを向上させるためにリードレプリカを使用する、データボリュームを削減するためにデータのシャーディングまたは圧縮を可能な限り使用する、ブロッキングを回避するために利用可能になった結果をバッファし、ストリーミングするなどの戦略を使用します。

改善計画

パフォーマンスが最も重要な分野を理解する

ワークロードの制約のある領域を特定する: 負荷テストまたはモニタリングを使用して、制約のある領域 (メモリ、CPU、カスタムメトリクス、その他の主要業績評価指標) を特定します。

デザインパターンとサービスについて理解する

利用可能な製品オプションを理解する: どのようなパフォーマンス設定オプションが利用できるか、およびそれらがワークロードにどのように影響し得るかについて学びます。ワークロードパフォーマンスの最適化は、これらのオプションがアーキテクチャとどのように相互作用するか、および実測パフォーマンスとユーザーが認識するパフォーマンスに及ぶ影響を理解することにかかっています。

Amazon Builders' Library から設計パターンを評価する: Amazon Builders' Library では、Amazon がテクノロジーを構築および運用する方法に関する詳細情報を参照できます。ライブラリにあるこの無料の記事は Amazon のシニアエンジニアによって書かれたもので、アーキテクチャ、ソフトウェアデリバリー、および運用全般のトピックを取り上げています。たとえば、Amazon がソフトウェアデリバリーを自動化して年間 1 億 5,000 万件を超えるデプロイメントを達成する方法、または Amazon のエンジニアがシャッフルシャーディングなどの原則を実装して、可用性と耐障害性に優れた回復性を持つシステムを構築する方法を確認できます。
Amazon Builders’ Library

トレードオフが顧客と効率性にどのように影響するかを明らかにする

トレードオフを特定する: メトリクスとモニタリングを使用して、システムの低パフォーマンス領域を特定します。改善を行う方法と、トレードオフがシステムとユーザーエクスペリエンスに与える影響を特定します。たとえば、データキャッシングの実装はパフォーマンスを劇的に向上させるうえで役立ちますが、システムの誤動作を防止するために、キャッシュされたデータをいつどのように更新または無効化するかに関する明確な戦略が必要になります。

パフォーマンス向上の影響を測定する

戦略を組み合わせて使用する: 適切に設計されたシステムでは、パフォーマンス関連の戦略を組み合わせて使用します。特定のホットスポットまたはボトルネックに最も大きなプラスの影響を与える戦略を特定します。たとえば、複数のリレーショナルデータベースシステム全体でのデータシャーディングは、トランザクションに対するサポートを維持しながら、全体的なスループットを向上させることができ、各シャード内ではキャッシングが負荷の低減に役立ちます。

さまざまなパフォーマンス関連戦略を使用する

データ駆動型のアプローチでアーキテクチャを進化させる: ワークロードに変更を加えた後、メトリクスを収集して評価し、それらの変更の影響を判断します。システムおよびエンドユーザーに対する影響を測定して、トレードオフがワークロードにどのような影響を与えるかを理解します。負荷テストなどの体系的なアプローチを使用して、トレードオフによってパフォーマンスが向上するかどうかを調べます。