Создание высокопроизводительных веб-приложений на Python
3 мая 2023 г.Когда кто-то думает об языках программирования, Python всегда будет на первом месте. Это язык, который взял штурмом сферу программирования, в основном благодаря простоте использования, гибкости и общей универсальности.
Используя Python, компетентные программисты могут создавать множество различных программ и приложений, способных решать широкий спектр задач, как больших, так и малых, при этом обрабатывая большие объемы трафика и данных.
Цель этой статьи — рассмотреть ключевые технологии, в которых можно внедрить Python, и изучить передовой опыт при реализации проектов с использованием Python. Будут рассмотрены шесть тем и методик, в ходе которых будут даны ответы на вопросы «что» подразумевает данная методика и «как»/«когда» данная методика должна быть реализована.
Структура
Платформы Python необходимы для правильного функционирования веб-приложения. Какой фреймворк использовать, должно быть одним из первых решений для любого программиста. Существует несколько популярных фреймворков, каждый со своими достоинствами и недостатками, но наиболее популярными и широко используемыми являются: Django, aiohttp, Flask и FastAPI.
Один из наиболее важных аспектов выбора фреймворка заключается не в технических особенностях самих фреймворков, а в опыте программиста. Следует выбрать язык, с которым они удобны и имеют опыт. Однако определенные фреймворки больше подходят для разных задач.
Django считается «полнофункциональным» фреймворком. Таким образом, эту структуру лучше всего использовать для повседневных задач разработки; однако по сравнению с другими более простыми в освоении фреймворками, такими как Flask, Django можно рассматривать как более сложный и сложный.
Несмотря на то, что опыт программиста в использовании данной среды жизненно важен, выбор сети должен в основном сводиться к требованиям вашего проекта и его сложности, поскольку определенные сети лучше всего подходят для конкретных задач.
Система управления базами данных
Система управления базами данных (СУБД) может быть описана как компьютеризированная система управления данными. система содержания. Поскольку большинству веб-приложений требуется какая-либо форма хранения данных, СУБД жизненно важна для надежной защиты и хранения данных пользователя и обеспечения бесперебойной работы данного приложения.
Выбор СУБД должен соответствовать ожидаемому объему входных данных и общей сложности данных. Использование СУБД, не способной хранить большие объемы данных и пользовательских метрик, может привести к сбою системы.
Несмотря на то, что надежность и масштабируемость СУБД обычно считаются наиболее важными элементами, следует также учитывать сообщество пользователей, стоящих за ней. Выбор системы с богатым сообществом активных пользователей и участников позволит легко решать проблемы, поскольку пользователи могут работать вместе и обсуждать возможные решения.
Кэширование
Короче говоря, кеширование предполагает хранение данных в «кэше», который сам по себе является компонентом краткосрочного хранения, чтобы к данным можно было быстро получить доступ. Его использование жизненно важно для бесперебойной работы программ, поскольку количество запросов к базе данных и общее время отклика программы могут быть значительно сокращены.
Memcached и Redis — две из многих систем кэширования, поддерживаемых Python; хотя список таких систем достаточно велик. Как и при выборе СУБД и фреймворка, системы кэширования следует выбирать в соответствии с потребностями проекта.
Однако при выборе системы кэширования также должен иметь значение другой фактор; Прозрачность. Кэширование должно быть прозрачным и осуществляться таким образом, чтобы управление кешем и его настройками могли быть выполнены легко.
Асинхронный ввод-вывод
Асинхронный ввод-вывод — это метод, позволяющий одновременно выполнять несколько операций ввода-вывода без блокировки основного потока выполнения. Для задач с большим объемом операций ввода-вывода, таких как сетевое взаимодействие и доступ к базе данных, это может значительно повысить как производительность, так и расширение веб-приложений.
Одним из примеров различного количества библиотек ввода-вывода, поддерживаемых Python, является Trio. Библиотека, которая широко используется программистами благодаря своей высокой производительности и большой гибкости, когда речь идет об интеграции асинхронного ввода-вывода в приложения на основе Python.
Понимание и реализация асинхронного ввода-вывода может быть сложной задачей, поскольку необходимо структурировать код так, чтобы задачи могли выполняться в унисон. В конечном итоге для этого может потребоваться переписать код или использовать другие шаблоны проектирования/библиотеки.
Несмотря на различные преимущества использования асинхронного ввода-вывода, приводящего к повышению производительности приложений, необходимо также учитывать его недостатки. Он сложный по своей природе и требует осторожного управления ресурсами.
Балансировка нагрузки
Балансировка нагрузки — это вершина функционирования веб-приложений. Без него серверы могут быть перегружены, а запросы пользователей могут обрабатываться бессистемно. Его значение становится еще более важным для приложений, которые часто испытывают повышенный уровень трафика.
Python уникален тем, что поддерживает ряд решений для балансировки нагрузки. В его списке такие известные решения, как NGINX и HAProxy, а также растущее число облачных решений, например, Amazon Web Services (AWS).
Серверы и уровни трафика должны контролироваться часто, поэтому важно найти решение, которое позволит это сделать без каких-либо затруднений или сбоев. Это приведет к созданию удобного для пользователя приложения, которое будет работать плавно и эффективно.
Контейнеризация
Контейнеризация может значительно упростить развертывание веб-приложений, чтобы они быстро работали во всех типах ОС и средах. Он включает в себя комбинацию приложения с необходимыми файлами и библиотеками, необходимыми для работы в пользовательской среде. Для приложений, используемых в нескольких ОС, контейнеризация является обязательной.
К счастью, Python поддерживает ряд таких решений, в первую очередь Docker и Kubernetes. Приложения должны быть структурированы таким образом, чтобы можно было быстро упаковать данные в контейнеры, иначе системы могут оказаться перегруженными.
Кроме того, нередко возникают вопросы и проблемы с контейнерными решениями, поэтому необходимо поддерживать регулярный мониторинг и быстро находить решения.
Заключение
Python – невероятно мощный язык, на котором можно создавать множество сложных веб-приложений. однако это требует тщательного внимания к деталям, поэтому для успешного и масштабируемого приложения необходимо тщательное планирование с использованием правильных решений. Если программист примет во внимание потребности своей программы и тщательно выберет правильные решения во всех шести вышеупомянутых категориях, он сможет создать веб-приложение, которое успешно обрабатывает большие объемы данных и будет приятным и простым в использовании для пользователей. конечный пользователь.
п
Оригинал