Опишите вашу стратегию масштабирования бэкенд-приложения при высоких нагрузках. Какие компоненты вы бы масштабировали в первую очередь и почему?

Стратегия масштабирования всегда зависит от конкретного «узкого места» (bottleneck), которое определяется с помощью инструментов мониторинга (например, Prometheus, Grafana) и профилирования.

Однако, существует общий подход к масштабированию компонентов в порядке их типичной уязвимости к нагрузкам:

1. Горизонтальное масштабирование stateless-сервисов (API/Backend)

   • Что это? Запуск нескольких экземпляров приложения за балансировщиком нагрузки (Nginx, HAProxy, или встроенный в Kubernetes).
   • Почему в первую очередь? Это самый простой и дешевый способ увеличить пропускную способность, так как stateless-сервисы не хранят состояние между запросами.

2. Кэширование

   • Что это? Внедрение кэша (Redis, Memcached) для хранения часто запрашиваемых данных, чтобы снизить нагрузку на базу данных.

   • Пример: Кэширование данных пользователя.

     // GetUser пытается сначала получить пользователя из кэша
     func GetUser(ctx context.Context, userID string) (User, error) {
     // Пытаемся достать из кэша
     if user, found := cache.Get(userID); found {
         return user, nil
     }
     
     // Если в кэше нет, идем в базу данных
     user, err := db.QueryUser(ctx, userID)
     if err != nil {
         return User{}, err
     }
     
     // Сохраняем результат в кэш для будущих запросов
     cache.Set(userID, user, 10*time.Minute) // Кэшируем на 10 минут
     return user, nil
     }

3. Масштабирование базы данных

   • Вертикальное масштабирование: Увеличение ресурсов (CPU, RAM, IOPS) сервера БД. Просто, но дорого и имеет пределы.
   • Горизонтальное масштабирование:
     • Read Replicas (Реплики чтения): Создание копий БД для распределения нагрузки на чтение. Запросы на запись по-прежнему идут на мастер-ноду.
     • Sharding (Шардирование): Разделение данных по разным серверам. Сложно в реализации, но позволяет масштабировать и запись, и чтение.

4. Вынос статического контента на CDN

   • Что это? Изображения, CSS, JS файлы выгружаются на Content Delivery Network (Cloudflare, AWS CloudFront). Это снижает нагрузку на бэкенд и ускоряет доставку контента пользователям.

5. Асинхронные задачи и очереди сообщений

   • Что это? Долгие или ресурсоемкие операции (отправка email, генерация отчетов) выносятся из основного потока обработки запроса в очередь (RabbitMQ, Kafka, NATS), где их обрабатывают отдельные воркеры.