Seminar Spring Boot – Performance, Troubleshooting und Tuning

Inhaltsverzeichnis

• Seminarprofil
• Lernziele
• Schwerpunkte
• Praxisübungen
• Zielgruppe und Vorkenntnisse

Seminarprofil

Performanceprobleme lassen sich nicht durch pauschale Tuninglisten lösen. Dieses Seminar vermittelt eine reproduzierbare Vorgehensweise: Symptom eingrenzen, Messhypothese formulieren, relevante Daten erfassen, Ursache verifizieren und Änderung kontrolliert bewerten.

Analysiert werden Startup, CPU, Speicher, Garbage Collection, Threads, Netzwerk- und Datenbankzugriffe sowie Connection Pools und Caches. Actuator, Micrometer, Java Flight Recorder, Thread Dumps und gezielte Lasttests bilden die technische Werkzeugkette.

Lernziele

• Performanceziele und belastbare Messbedingungen definieren
• CPU-, Speicher-, Thread- und I/O-Engpässe systematisch unterscheiden
• Actuator, Micrometer und JVM-Diagnosewerkzeuge zielgerichtet einsetzen
• Datenbankabfragen, Connection Pools und externe HTTP-Aufrufe analysieren
• Caches, Parallelität und reaktive Verarbeitung ohne Nebenwirkungen optimieren
• Änderungen mit Vorher-Nachher-Messung und Regressionsschutz absichern

Schwerpunkte

Messstrategie

• Latenz, Durchsatz, Fehlerrate und Ressourcennutzung
• Warmup, reproduzierbare Last und realistische Testdaten
• Hypothesengetriebene Diagnose statt zufälliger Parameteränderung

JVM und Anwendung

• CPU-Profile, Allokationen und Hotspots
• Heap, Garbage Collection und Speicherlecks
• Startup-Phasen, Bean-Erzeugung und Classpath-Einflüsse

Threads und Parallelität

• Thread Pools, Blockierungen, Deadlocks und Kontextwechsel
• Servlet-Threads, Scheduler und asynchrone Ausführung
• Virtual Threads und reaktive Pfade als unterschiedliche Modelle

Datenbank und Pools

• Langsame Abfragen, N+1 und fehlende Indizes
• Connection-Pool-Größe, Timeouts und Pool-Erschöpfung
• Transaktionsdauer, Locking und Batch-Schreibvorgänge

HTTP, Caching und Abhängigkeiten

• Client-Timeouts, Verbindungswiederverwendung und Payload-Größe
• Cache-Auswahl, Schlüssel, Eviction und Stampede-Schutz
• Resilience-Muster und kontrollierte Degradation

Troubleshooting im Betrieb

• Thread Dumps, Heap Dumps und Java Flight Recorder
• Metrik- und Trace-Korrelation mit Logs
• Runbooks, sichere Diagnoseendpunkte und Regressionstests

Praxisübungen

1. Für eine Beispielanwendung messbare Latenz- und Durchsatzziele definieren.
2. Eine reproduzierbare Last erzeugen und Basismetriken erfassen.
3. Einen CPU- oder Allokationsengpass mit Profiling und Flight Recording analysieren.
4. Thread- und Connection-Pool-Erschöpfung reproduzieren und beheben.
5. Eine langsame Datenbankoperation einschließlich SQL und Transaktionsgrenze optimieren.
6. Cache- oder HTTP-Client-Einstellungen anhand einer Vorher-Nachher-Messung bewerten.
7. Für das untersuchte Fehlerbild einen automatisierten Regressionstest und ein Runbook erstellen.

Zielgruppe und Vorkenntnisse

Zielgruppe: Erfahrene Java- und Spring-Entwicklung, Softwarearchitektur, DevOps, Site Reliability Engineering und technische Anwendungsbetreuung.

Vorkenntnisse: Gute Spring-Boot- und Java-Praxis sowie Grundlagen zu JVM, HTTP, SQL und Anwendungsbetrieb. Erfahrung mit Metriken oder Lasttests ist hilfreich.