La comunicación entre procesos afecta el tiempo de respuesta de la aplicación

La comunicación entre procesos afecta el tiempo de respuesta de la aplicación
Autor: Randy Stafford

El tiempo de respuesta es crítico en la usabilidad del software. Pocas cosas son tan frustrantes como esperar a que responda algún sistema de software, especialmente cuando nuestra interacción involucra ciclos repetidos de estímulos y respuestas. Nos sentimos como si el software estuviera desperdiciando nuestro tiempo y afectando nuestra productividad. Sin embargo, las causas del pobre tiempo de respuesta son poco apreciadas, especialmente en las aplicaciones modernas. Mucha literatura de administración de rendimiento aún se enfoca en estructuras de datos y algoritmos, temas que pueden hacer una diferencia en algunos casos, pero que son mucho menos propensos a dominar el rendimiento en las modernas aplicaciones empresariales multicapa.

Cuando el rendimiento es un problema en tales aplicaciones, mi experiencia ha sido que examinar estructuras de datos y algoritmos no es el lugar adecuado para buscar mejoras. Los tiempo de respuesta dependen más del número de comunicaciones remotas entre procesos (IPC, inter- process communications) conducidas en respuesta a un estímulo. Aunque puede haber otros cuellos de botella locales, el número de IPC remotas domina usualmente. Cada IPC remota contribuye a latencia no-despreciable para el tiempo de respuesta global, y estas contribuciones remotas se suman, especialmente cuando incurren en secuencia.

Un buen ejemplo es la carga ondular en una aplicación usando mapeo objeto-relación (ORM, object-relational mapping). La carga ondular describe la ejecución secuencial de muchas llamadas a la base de datos para seleccionar los datos necesarios para construir un objeto gráfico (vea: “Lazy Load”, del libro de Martin Fowler: Patterns of Enterprise Application Architecture). Cuando el cliente de la base de datos es un servidor de aplicaciones de capa intermedia renderizando una página web, estas llamadas a la base de datos son ejecutadas usualmente en secuencia en un solo hilo. Sus latencias individuales se acumulan, lo que contribuye al tiempo de respuesta global. Incluso si cada llamada a la base de datos toma sólo 10 minutos, una página que requiera mil llamadas (que no es poco común) exhibirá al menos un tiempo de respuesta de 10 segundos. Otros ejemplos incluyen la invocación de servicios web, respuestas HTTP desde un navegador web, invocación de objetos distribuidos, mensajería de petición-respuesta (reply-request) e interacción con redes de datos en protocolos de red personalizados. Entre más IPC remotas se necesiten para responder a un estímulo, mayor será el tiempo de respuesta.

Hay algunas estrategias relativamente obvias y bien conocidas para reducir el número de IPC remotas por estímulo. Una estrategia es aplicar el principio de parsimonia, optimizando la interfaz entre procesos, así el número exacto de datos para el propósito a mano es intercambiado con la mínima cantidad de interacciones. Otra estrategia es paralelizar las IPC donde sea posible, así el tiempo de respuesta global es llevado principalmente por la latencia de IPC más larga. Una tercera estrategia es almacenar en caché los resultados de IPC previos, así los futuros IPC pueden ser evitados al usar caché local en su lugar.

Cuando estés diseñando una aplicación, ten en cuenta el número de IPC en respuesta a cada estímulo. Al analizar aplicaciones que sufren de un rendimiento pobre, a menudo me he encontrado radios de IPC-estímulo de miles a 1. La reducción de este radio, ya sea mediante caché, paralelizando o alguna otra técnica, vale mucho más la pena que cambiar la selección de estructuras de datos o ajustar un algoritmo de ordenamiento.

Leer contribución original

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *