Вопрос или проблема
У меня есть многопоточное приложение, которое прослушивает события и должно отвечать на них мгновенно.
Когда приложение работает, нагрузка на процессор моего сервера составляет менее 5% на одноядерном сервере.
Интересно, снизит ли время отклика увеличение количества потоков на сервере?
Кажется интуитивным, но просто для уверенности.
Зависит от того, как написано веб-приложение. В общем, нет, для одного запроса нет преимущества.
Теперь давайте поясним немного. Проблемы, которые можно распараллелить, имеют часть, которую нельзя распараллелить, и вы застреваете с этим, независимо от того, сколько потоков вы добавляете.
После определенного количества потоков, производительность может ухудшиться из-за накладных расходов на управление потоками.
Вы не можете выполнять больше потоков одновременно, чем у вас есть физических ядер процессора.
Вы можете получить прирост производительности, если включите гипер-трейдинг.
Большинство веб-серверных приложений выполняют каждый запрос в одном потоке. У вас может быть отдельный поток для запросов к БД или других заданий, но в общем, каждый запрос выполняется одним потоком, или потоки синхронизируются и ждут друг друга.
Если вы используете другие сервисы и ваша цель – уменьшить задержку для вашего приложения, уменьшение количества параллельных потоков может привести к увеличению производительности, так как вы избегаете узких мест, когда слишком много запросов выполняется параллельно.
TL;DR проведите тесты. Микротесты и реальные комплексные тесты.
Пусть это уляжется: 9 женщин не могут выносить ребенка за один месяц. См.: Закон Амдала
.
Ответ или решение
Увеличение количества процессорных ядер в многопоточной системе действительно может влиять на время отклика приложения, но далеко не всегда этим улучшением можно объяснить ускорение обработки событий. Давайте разберемся в деталях, опираясь на представленный контекст и учитывая особенности разработки многопоточных приложений.
Фокус на проблеме: ваше приложение должно мгновенно обрабатывать события. Сервер работает при нагрузке всего 5% на одно ядро. В данной ситуации увеличение количества ядер может показаться очевидным шагом к улучшению, но так ли это на самом деле?
Обоснование: Несмотря на впечатление, что больше ядер автоматически ведет к более быстрому времени отклика, многое зависит от характера обработки задач и внутренней архитектуры вашего приложения. Важно учитывать следующие аспекты:
-
Зависимость от параллельной работы: Часто оказывается, что часть задач приложения трудно распределяется между потоками, что ограничивает прирост производительности. Это явление описывается законом Амдала, который подчеркивает, что не все задачи могут быть эффективно параллелизированы.
-
Управление потоками: При увеличении числа потоков может возрасти накладные расходы на их управление и синхронизацию. Это нередко приводит к тому, что время отклика не только не сокращается, но и удлиняется. При высоком уровне конкуренции за ресурсы также может наблюдаться уменьшение производительности.
-
Ограничения физических ядер: Ваш сервер физически не может одновременно выполнять больше потоков, чем у него есть физических ядер. Виртуальные или логические ядра, такие как гиперпоточность, часто помогают, но рано или поздно во многопоточной среде эти виртуальные решения встречаются с физическими ограничениями.
-
Подход к архитектуре приложения: В большинстве веб-серверных приложений один запрос обрабатывается в одном потоке, а увеличение количества потоков может усложнить управление нагрузкой и привести к появлению узких мест при взаимодействии с другими сервисами или базами данных.
Решение: Лучший способ определить, улучшится ли время отклика вашего приложения с ростом числа ядер, это провести тщательные тесты и бенчмарки, как микроскопического, так и полнофункционального масштаба. Это поможет выявить реальное влияние изменений архитектуры на производительность.
Заключение: Каждое изменение архитектуры требует комплексного подхода, и без детальных тестов и анализа трудно предсказать, как рост числа ядер повлияет на ваше приложение. Не забывайте, что иногда результат может оказаться противоположным, пагубно воздействуя на желаемую оптимизацию.
Такой подход позволит вам принимать более обоснованные решения касательно настройки вашего сервера и достижения максимально быстрого времени отклика в рамках существующих системных ограничений.