1. Webアプリケーションの
パフォーマンス向上のコツ
概要編
ISUCON夏期講習
2014/8/20
Masahiro Nagano

2. Me
• 長野雅広 Masahiro Nagano
• @kazeburo
• Perl Monger
• Operations Engineer / Site Reliability
• Development support
on LINE Family, livedoor
• ISUCON 2011-2012 出題。 ISUCON 2013 優勝

3. Webアプリケーションの
パフォーマンス向上のコツ
概要編

4. Webアプリケーションの構成
Client Reverse
Proxy
App
Server
RDBMS
Cache,KVS

5. Webアプリケーションの構成
Reverse Proxy: クライアントからの接続を
受け、Applicationサーバに処理を中継す
る。画像,js,css などの静的コンテンツを返す
役割もある
Application Server: ユーザからのリクエス
トを受けて適切なページを構築・レスポン
スを行う

6. Webアプリケーションの構成
RDBMS: データを格納し、要求に応じてデ
ータを返す。多くの場合SQLが使われる
MySQL, PostgreSQL, Oracle..
KVS,Cache: 限られたデータ格納方式のみを
サポートするがその分高速に動作する
Memcached, Redis

7. Webアプリケーションの
パフォーマンスが悪い時、
どこかにボトルネックが
存在する

8. ボトルネックは
ひとつではない

9. Webアプリケーションの
ボトルネック
Client Reverse
Proxy
App
Server
DB
Cache
クライアントの
パフォーマンス
通信経路
接続数
CPU
使用率
データ量
DiskIO

10. 移動するボトルネック

11. ボトルネックの移動
Client Reverse
Proxy
App
Server
DB
Cache
通信経路
∼

12. ボトルネックの移動
Client Reverse
Proxy
App
Server
DB
Cache
CPU
使用率

13. どこから手を
付ければ良いのか...

14. 『推測するな計測せよ』

15. 計測する

17. “top”コマンド
“c”を押すと実行中プロセスのコマンドライン引数も表示される
上位のプロセスほどCPU使用率が高い

18. MySQLとRubyが重そう..

19. それぞれのプロセスで
何が動いているか調べ、
ボトルネックを
より詳しく特定する

20. 調査対象
• アクセスログ・クエリログ
• Reverse Proxy (Webサーバ)の設定
• ミドルウェアの設定
• ソースコード
• 分かる人に聞く

21. どうボトルネックを
解消していくか

22. パフォーマンス
向上のコツ
(概要編)

23. (1) 通信しない

24. (2) 計算しない

25. * 減らすという意味

26. “Hello World”が最速の
Web Application
何もしない
Webアプリケーションに
如何にして近づけるか

27. (1) 通信しない
• TCPは高信頼のプロトコル。速度は比較
的遅い
• データ転送の順序保証・輻輳制御・
フロー制御
• 中でもTCPの接続(three-way
handshaking)はコストが高い

28. TCP 接続/切断
http://ja.wikipedia.org/wiki/Transmission_Control_Protocol
connect disconnect
clientserver clientserver

29. (1) 通信をしない
1. １回のやりとりでより多くのデータを
取得し、通信回数を減らす
2. 処理を行う場所を変更し、通信自体を
不要にする
3. 通信結果を cache し、再利用する

30. (1)通信をしない
Client Reverse
Proxy
App
Server
DB
Cache
2.処理
移動
1.回数
削減

31. (2) 計算しない
• HTMLのレンダリング
• テキストや画像変換処理
• 大量のデータの読み取り・集計・ソート
• コンテキストスイッチ・プロセス生成

32. HTMLレンダリング
• テンプレートエンジンの設定
• テンプレートから中間コードを作
り、cache することで高速化
• ほとんどHTMLの内容が変わらない場合
のテンプレートエンジンのコスト

33. テキスト・画像変換処理
• 多くのWebアプリケーションはコンテ
ンツの更新より、表示回数の方が多い
• 表示の度にコンテンツの変換を行って
いると、ボトルネックとなりやすい

34. RDBMS最適化
• SQLチューニング
• インデックスの追加
• データ構造を変える
• KVSの利用

35. コンテキストスイッチ
CPU CPU CPU CPU
process process process process process process process
process process process process process process process
process process process process process process process
OSによりスケジュール実行

36. コンテキストスイッチ
CPU CPU CPU CPU
process process
process
process process process process
process process process process process process process
process process process process process process process
OSによりスケジュール実行

37. コンテキストスイッチ
CPU CPU CPU CPU
process process process process process process process
process process process process process
process
process
process process process process process process process
OSによりスケジュール実行

38. コンテキストスイッチ
CPU CPU CPU CPU
process process process process process process process
process process process process process
process
process
process process process process process process process
OSによりスケジュール実行
process/taskの切り替え時に
CPUの状態を保存・復元

39. コンテキストスイッチ
• プロセス数が増え、コンテクストスイ
ッチの回数が増えると負荷が高まる
• プロセスを新たに生成するのも重い処
理となる

40. Enjoy ISUCON