Seminar YugabyteDB – Performance-Tuning und Query-Optimierung

Performance wird nicht durch einzelne Flags gelöst, sondern durch die Trennung von Client-, Query-, Datenmodell-, Verteilungs- und Ressourcenursachen. Der Kurs verwendet einen messbaren Hypothesenzyklus statt ungeprüfter Änderungen.

Inhaltsverzeichnis

• Lernziele
• Zielgruppe
• Voraussetzungen
• Schrittweise Seminarinhalte
• Praxisübungen
• Methodik

Lernziele

• Reproduzierbare Baselines und Lastprofile erstellen
• Query-Pläne und verteilte Ausführung sicher interpretieren
• Indizes, Schlüssel und Datenverteilung gezielt optimieren
• Transaktionen, Pooling und Clientverhalten abstimmen
• Ressourcen- und Kapazitätsengpässe sauber abgrenzen
• Tuning-Änderungen mit Messwerten und Rückfallplan absichern

Zielgruppe

Datenbankentwickler, Performance Engineers, SRE, Backend-Entwickler, Datenbankadministration und Softwarearchitekten.

Voraussetzungen

Gute YSQL- und SQL-Kenntnisse, Grundlagen von YugabyteDB-Architektur und Indizes sowie Erfahrung mit Last- oder Integrationstests.

Schrittweise Seminarinhalte

1. Schritt 1: Leistungsziel und Lastprofil definieren

   Durchsatz, Perzentile, Parallelität, Datengröße, Leseschreibverhältnis und Fehlergrenzen werden als reproduzierbarer Test festgelegt.

2. Schritt 2: Baseline messen

   Client-, Server-, Query- und Ressourcendaten werden vor jeder Änderung erfasst und mit stabiler Testdauer abgesichert.

3. Schritt 3: Query-Pläne analysieren

   Scans, Filter, Joins, Sortierung, Aggregation, Rücklesepfade und verteilte Operationen werden mit EXPLAIN und Laufzeitdaten untersucht.

4. Schritt 4: Indexstrategie verbessern

   Selektivität, zusammengesetzte und abdeckende Indizes, Schreibkosten und Planwahl werden anhand konkreter Abfragen optimiert.

5. Schritt 5: Schlüssel und Verteilung prüfen

   Tablet-Verteilung, Hotspots, monoton wachsende Schlüssel, Partitionsgrößen und Leaderlast werden mit Messwerten bewertet.

6. Schritt 6: Transaktionskosten reduzieren

   Transaktionsumfang, Konflikte, Cross-Tablet-Zugriffe, Retry-Raten und Batching werden gezielt angepasst.

7. Schritt 7: Client und Pooling abstimmen

   Poolgröße, Timeouts, Prepared Statements, Parallelität, Backpressure und Fehlerwiederholung werden auf das Clusterprofil abgestimmt.

8. Schritt 8: Ressourcenengpässe lokalisieren

   CPU, Speicher, Datenträger, Netzwerk, Compaction und Cacheverhalten werden von Query- und Datenmodellproblemen getrennt.

9. Schritt 9: Skalierung und Rebalancing bewerten

   Scale-up, Scale-out, Node-Verteilung und Rebalancing werden hinsichtlich Durchsatz, Latenz und Betriebsrisiko verglichen.

10. Schritt 10: Tuning-Paket abnehmen

    Änderungen, Messwerte, Nebeneffekte, Kapazitätsreserve, Rollback und Überwachung werden in einer reproduzierbaren Entscheidung dokumentiert.

Praxisübungen

• Baseline für einen gemischten YSQL-Workload erstellen
• Langsame Abfragen mit Plan- und Indexanalyse optimieren
• Hotspot durch Schlüsseländerung oder Verteilung entschärfen
• Pool- und Transaktionsparameter unter Parallelität vergleichen
• Tuning-Bericht mit Vorher-Nachher-Messung erstellen

Methodik

Der Kurs folgt dem Zyklus messen, Hypothese bilden, genau eine Änderung durchführen, erneut messen und Entscheidung dokumentieren. Unkontrollierte Mehrfachänderungen werden bewusst vermieden.