Разработка высоконагруженных приложений

Разработка высоконагруженных приложений подразумевает создание программ, которые не отличаются от других в плане назначения и функционала, но имеют свои особенности. Как следует из названия, они адаптированы к сильным нагрузкам. Такие приложения способны выдерживать большой наплыв пользователей, одновременные запросы, огромные массивы информации и комплексные вычисления. Из-за всех этих особенностей разработка программы становится непростой задачей. 

Что из себя представляет разработка высоконагруженных приложений?

Разработка высоконагруженного приложения — это процесс создания программы, которая должна выдерживать множество одновременных запросов. Сюда можно отнести онлайн-магазины, программы для общения и переписки, соцсети, банкинг. В таких случаях речь идет о тысячах пользователей, которые в одно и то же время совершают покупки, переписываются и загружают мультимедийный контент. Серверу в такой ситуации приходится обрабатывать запросы в непрерывном режиме. При этом не существует отчетливой грани, которая отделяет высоконагруженное приложение от обычного. Это разделение обычно условное, и каждый разработчик сам решает, что считать высокой нагрузкой, исходя из анализа информации.

Разработка высоконагруженного приложения необходима, чтобы сервер справлялся с большим количеством запросов. Если он начнет сбоить, то это будет чревато потерей некоторого количества пользователей, и, как следствие, уменьшением конверсий. Сбои в работе перегруженного сервера можно определить по таким симптомам:

  • приложение слишком долго загружается или вообще не открывается;
  • периодически пропадает соединение с сервером;
  • появляются странные ошибки, которые мешают нормально использовать программу.

При разработке высоконагруженного приложения необходимо учитывать, что большое количество запросов фактически эквивалентно большим объемам данных. Если пользователи начнут загружать видеозаписи и другие объемные файлы, то это все надо будет где-то хранить и как-то успевать обрабатывать. Следовательно, для разработки высоконагруженного приложения понадобится большое количество серверов. А если проект не ограничивается пределами одной страны и позиционируется как международный, то нужно позаботиться, чтобы он хорошо работал и в Европе, и за океаном. Разработка усложняется и тем, что объемы загружаемой информации обычно сложно предсказать заранее. 

Особенности разработки высоконагруженных приложений

Разработка высоконагруженного приложения отличается “жесткостью”. Такая программа должна быть жесткой, прочной и монолитной системой, в которой изменениям могут подвергаться только лишь отдельные фрагменты. Гибкой она не может быть в принципе, потому что это чревато неприятными последствиями после разработки. Это будет равносильно строительству гибкого моста через реку, который из-за недостаточной жесткости просто не сможет выполнять свое прямое назначение. 

При разработке высоконагруженного приложения трудно сделать универсальным то, что связано с доступом к информации. Для обеспечения стабильности системы необходимо хорошо осознавать, с какой базой данных она должна взаимодействовать. Ориентируясь на объемы информации и частоту обращений, можно использовать преимущества базы данных в процессе разработки высоконагруженного приложения. Не стоит даже пытаться сделать что-то гибким в высоконагруженной системе, поскольку для этого придется задействовать слишком большой объем ресурсов. 

Занимаясь разработкой высоконагруженного приложения, нужно заранее подумать об ускорении времени отклика. Это крайне важный нюанс, которому следует уделить особое внимание. Когда пользователь отправляет запрос, то ответ на него должен прийти если не моментально, то как минимум в течение нескольких секунд. Современные пользователи не отличаются терпением, поэтому не стоит рассчитывать, что они согласятся долго ждать. Стоит также задуматься о расширении. В проект должна быть заложена основа для будущего масштабирования, ведь неизвестно, как быстро высоконагруженное приложение наберет популярность, и когда на него “набросятся” тысячи пользователей со своими запросами.  

При разработке высоконагруженного приложения обычно используется один из двух способов масштабирования: вертикальный или горизонтальный. В первом случае подразумевается повышение мощности отдельных фрагментов системы ради увеличения общей производительности. Горизонтальное масштабирование — это деление системы на структурные фрагменты, распределенные по разным серверам. При этом подразумевается увеличение количества серверов, которые выполняют разные функции. Могут потребоваться изменения в коде программы, чтобы эффективнее применять все доступные ресурсы.

Разработка высоконагруженного приложения на примере Google 

Никто не спорит с тем фактом, что Google — это короли разработки высоконагруженных приложений. Эта корпорация изначально прославилась благодаря своему масштабному поисковому сервису, которым уже много лет пользуются миллионы пользователей во всем мире. Позднее они начали разработку удивительно конкурентоспособных высоконагруженных приложений, которые отлично адаптированы для масштабирования и способны охватывать миллионы пользователей из различных стран. И когда уже начало казаться, что Google достигли предела в расширении, они снова удивили весь мир, поскольку продолжили свое эффективное масштабирование.

В качестве платформы для разработки высоконагруженных приложений Google используют Linux, а в качестве языков программирования — Python, JavaScript и C++. По состоянию на 2007 год у корпорации было уже более 400 тыс. серверов. На 2006 год их поисковая система проиндексировала более 7 млрд страниц, а сейчас эта цифра выросла многократно. У них хранятся миллиарды ссылок, терабайты спутниковых снимков и настройки миллионов юзеров. Сотни тысяч серверов получают информацию из кластеров с объемом дискового пространства, которое измеряется астрономическими цифрами. 

В процессе разработки высоконагруженных приложений Google решили визуализировать свою структуру в виде трех слоев:

  1. Продукты. Сюда входит поисковая система, реклама, сервис e-mail, карты, видеохостинг, мессенджеры и т. д.
  2. Вычислительные мощности. Это большое количество серверов в разных датацентрах.
  3. Разделенная инфраструктура. Сюда относятся GFS, Map Reduce и Big Table.

Для разработки высоконагруженных приложений Google пришлось решить задачу по организации огромного количества компьютеров. При этом было решено использовать простое и бюджетное оборудование. Для него было выстроено специальное ПО, которое позволяет легко пережить выход из строя одного или нескольких серверов. В результате Google продолжают разрабатывать новые сервисы, и при этом их качество таково, что они просто вне конкуренции. Другие компании используют иной подход. Они меньше внимания уделяют планированию и организации всей системы, а свою структуру рассматривают в основном с точки зрения сопутствующих расходов. Но если все части системы взаимосвязаны, то улучшение одной из них положительно влияет на другие компоненты. В Google такие нюансы понимают лучше других.

Разработка высоконагруженных приложений

После прочтения названия этой статьи у вас наверняка возникла идея создания приложения масштабов Google или Amazon. Это не так уж далеко от правды, ведь сейчас Highload — это новый тренд, который наши коллеги называют необходимостью. Это нужно для работы в долгую, на результат. Мало кто соглашается выпускать ради баловства продукт, о котором все забудут через месяц-другой. Уж Brander точно не согласен с таким подходом. Мы предлагаем разобраться, почему высоконагруженное приложение нужно не только гигантам бизнеса, но и вам.

Кто выбирает?
Мы всегда подталкиваем бизнес к амбициозным решениям. Приложения высокой нагрузки — одно из них. Когда вам в следующий раз будут говорить, что highload-приложение работает только с крупной аудиторией — не верьте. Такое приложение способно еще и увеличить маленькую аудиторию в пять — десять раз. Будьте смелее, если вы из:
Электронной коммерции
Сервисных услуг
Образовательных систем
Крупных медиа-групп
Брендов с многолетней историей
Как рождается Highload-приложение
Давайте познакомимся
Любая успешная работа начинается с того, что нужно поближе узнать друг друга. Вы наверняка прочитали о нас в интернете или узнали от друзей. Но мы со своей стороны не знаем о вас ничего, и поэтому просим рассказать свою историю.
Подготовим почву
Нужно провести анализ вашей аудитории и конкурентов, подготовить план работ. Это многие часы упорного труда, и чем раньше мы определимся с главной целью проекта, тем быстрее и качественнее его реализуем.
Подключим дизайнера
В его задачу входит рисовка визуальных элементов будущего приложения. В случае с высоконагруженными версиями нельзя относится к данному этапу легкомысленно. Каждый визуальный элемент должен иметь смысл и соответствовать содержанию бизнеса, который он рекламирует.
Подключим программиста
Он оживит наработки дизайнера и переведет их в интернет. Работа прогеров считается наиболее сложной и ответственной во всем процессе, поэтому отвлекать их не рекомендуется. Однако выходить за пределы дедлайна мы им все равно не даем.
Протестируем результат
И вот перед нами продукт, заточенный под высокую нагрузку и расширение бизнеса. Что мы сделаем в первую очередь? Правильно, нужно загрузить его по полной. Нагружаем до тех пор, пока не убедимся, что все работает идеально, и приложение не рухнет в самый неподходящий момент.
The Matrix

Так все-таки зачем?

Благодаря возможности выдерживать большие нагрузки, пользователи не будут никуда уходить, устав ждать, пока откроется страница. Только представьте, им не нужно будет ждать соединения, они никогда не потеряют связи с сервером. Причин обеспечить умения к высокой нагрузке куда больше, чем причин этого не делать. Будьте Highload по жизни, ведь это позволяет:

  • Не терять пользователей
  • Избегать проблем на старте
  • Наращивать аудиторию
  • Не бояться внезапного обвала
Spin
Принципы разработки
01
Поверить в свой рост

Если сегодня ваша аудитория составляет 5 тысяч пользователей в день, то почему бы не увеличить ее до 100 тысяч? Highload превратит мечты в реальность!

02
Быть готовым к вызовам

Высоконагруженное приложение — это готовность к крупным работам. Постоянные стресс-тесты на выявление “красных линий” - наша регулярная рутина.

03
От малого к большому

Работы в больших проектах строятся по принципу — разделяй и выполняй. Структура изначально огромная, потому нет ничего странного в желании разделить ее на составные части.

04
Фреймворк творит чудеса

Для каждого языка программирования существует хотя бы одна система управления содержимым, которая делает работу с языком проще, эффективнее, а главное существенно дополняет арсенал возможностей. В больших проектах подобные параметры жизненно необходимы.

05
Знания — сила!

Программисту недостаточно знать техническую часть работы. Мы также требует от них понимания масштабирования и свободного владения несколькими дополнительными инструментами.

What?
СДЕЛАЕМ ПРОЕКТ ВМЕСТЕ
Частые вопросы
Выбор не так уж и велик: iOS или Android. Обе платформы считаются обязательными. Устроены они по-разному, и аудитории у них отличаются, поэтому советуем для начала ознакомиться с ключевыми плюсами обоих вариантов.
Никому не нравится фраза “дешевые технологии”, не так ли? Мы тоже не любим такое словосочетание, и поэтому предлагаем своим клиентам только лучшее. Бюджеты бывают разные, но мы уверены, что цены не покажутся устрашающими тем, кто действительно любит свой бизнес.
Сделаем все, чтобы вы не столкнулись с подобной проблемой. Для этого с вами на постоянной основе будут работать программист и менеджер, отвечающий за техническую поддержку.

Другие услуги

Сделаем проект вместе
Расскажите о вашем проекте:
Только один файл.
Ограничение 5 МБ.
Допустимые типы: pdf, doc, docx, odt, ods.
4.9 / 5 (38 голосов)