Formation Rust Performance Serveur

Leçon 1 • Gestion des erreurs et flux de contrôle

Enseigne Result, Option et l'opérateur ? pour la propagation explicite des erreurs. Relie la gestion fiable des erreurs au comportement observable du serveur sous charge.

Leçon 2 • Types, traits et génériques

Présente le système de types de Rust, le polymorphisme basé sur les traits et la monomorphisation. Montre comment les abstractions à coût zéro sont obtenues à la compilation.

Leçon 3 • Propriété, emprunt et durées de vie

Couvre le modèle mémoire central de Rust : transfert de propriété, emprunts partagés vs. exclusifs et annotations de durée de vie. Établit les garanties de sécurité qui sous-tendent tout le travail de performance ultérieur.

Leçon 1 • Threads et concurrence à état partagé

Couvre le lancement de threads, Arc, Mutex et RwLock pour un état partagé sûr. Établit le modèle de concurrence de base avant d'introduire les abstractions asynchrones.

Leçon 2 • Fonctionnement interne du runtime Tokio

Examine l'ordonnanceur de vol de travail de Tokio, le lancement de tâches et le pilote d'E/S. Fournit les connaissances du runtime nécessaires pour interpréter les données de profilage des serveurs asynchrones.

Leçon 3 • Passage de messages avec les canaux

Enseigne les canaux mpsc et bornés comme alternative à l'état partagé. Relie les choix de conception des canaux aux compromis de latence et de débit dans les pipelines serveur.

Leçon 4 • Modèles de synchronisation sous charge

Analyse la contention sur les verrous et les canaux à haute concurrence et introduit des alternatives sans verrouillage. Prépare directement les étudiants à identifier les goulots d'étranglement de synchronisation.

Leçon 1 • Allocation sur la pile vs. sur le tas

Compare les coûts d'allocation sur la pile et sur le tas et explique quand chaque cas se produit en Rust. Ancre le travail de profilage ultérieur dans des mécanismes d'allocation concrets.

Leçon 2 • Collections et modèles d'allocation

Analyse les stratégies de croissance de Vec, HashMap et String et leurs implications en matière d'allocation. Enseigne les techniques de pré-allocation et de mise en pool pour réduire les pauses de type GC.

Leçon 3 • Disposition des structures et bourrage

Enseigne l'ordre des champs, les règles d'alignement et les attributs repr qui contrôlent la disposition des structures. Montre comment les choix de disposition affectent l'utilisation des lignes de cache et la préparation SIMD.

Leçon 1 • Tests de performance avec Criterion

Couvre les tests de performance statistiques avec Criterion : configuration, mesure et détection de régression. Établit la discipline de mesure de base requise avant toute optimisation.

Leçon 2 • Collecte de métriques et tableaux de bord

Couvre les types de métriques compteur, jauge et histogramme avec la crate metrics et l'export Prometheus. Permet une visibilité continue des performances dans des environnements de type production.

Leçon 3 • Profilage CPU avec perf et les flamegraphs

Enseigne le profilage CPU par échantillonnage avec perf et la visualisation par flamegraph. Relie l'identification des fonctions chaudes aux décisions d'optimisation ciblées.

Leçon 4 • Profilage du tas et détection de fuites mémoire

Utilise heaptrack et Valgrind Massif pour suivre la fréquence d'allocation et la mémoire maximale. Identifie les points chauds d'allocation qui dégradent le débit du serveur sous charge soutenue.

Leçon 1 • Coût des appels système et mise en tampon

Quantifie le coût des appels système read/write et montre les stratégies d'E/S tamponnées. Établit pourquoi la minimisation de la fréquence des appels système est essentielle pour les serveurs à haut débit.

Leçon 2 • Surcharge de performance TLS

Analyse le coût de la poignée de main TLS, la reprise de session et la sélection de suites de chiffrement avec rustls. Quantifie l'impact sur les performances du chiffrement et identifie les stratégies d'atténuation.

Leçon 3 • E/S asynchrones avec Tokio et io_uring

Compare les E/S asynchrones basées sur epoll avec les files de soumission io_uring pour réduire le coût des appels système. Montre comment sélectionner et configurer le backend d'E/S pour les charges de travail cibles.

Leçon 4 • Techniques de zéro-copie

Enseigne sendfile, splice et le partage de tampon basé sur Bytes pour éliminer les copies de données inutiles. Réduit directement l'utilisation du CPU et la bande passante mémoire dans les charges de travail de service de fichiers et de proxy.

Leçon 1 • Efficacité du cache et localité des données

Enseigne la sensibilisation à la hiérarchie du cache, le préchargement et la disposition des structures de données pour un accès adapté au cache. Montre les gains de débit mesurables provenant d'une localité spatiale et temporelle améliorée.

Leçon 2 • SIMD et vectorisation en Rust

Introduit le SIMD portable via std::simd et les intrinsèques spécifiques à la cible pour les opérations parallèles sur les données. Applique la vectorisation aux chemins chauds d'analyse syntaxique, de hachage et de sérialisation.

Leçon 3 • Indicateurs d'optimisation du compilateur et LTO

Explique les paramètres opt-level, codegen-units et d'optimisation au moment de la liaison dans les profils Cargo. Montre comment chaque indicateur affecte la taille du binaire, le temps de compilation et les performances d'exécution.

Leçon 4 • Inlining, dévirtualisation et PGO

Contrôle l'inlining avec des attributs, élimine le dispatch dynamique et applique l'optimisation guidée par profilage. Montre comment chaque technique réduit le nombre d'instructions dans les boucles serrées du serveur.

Leçon 1 • Tests de charge et planification de capacité

Utilise wrk, drill et Grafana k6 pour générer de la charge et identifier les points de saturation. Traduit les résultats des tests de charge en décisions de planification de capacité et en priorités d'optimisation.

Leçon 2 • Performances du routeur et des extracteurs Axum

Profile l'arbre de routage d'Axum, la chaîne d'extracteurs et la surcharge d'injection d'état. Enseigne les modèles pour minimiser les allocations par requête et le calcul des extracteurs.

Leçon 3 • Hyper et le fonctionnement interne du pipeline HTTP/1.1

Examine le cycle de vie des connexions Hyper, l'analyse des requêtes et les chemins d'écriture des réponses. Identifie la surcharge au niveau du framework qui peut être réduite par la configuration et les middlewares personnalisés.

Leçon 4 • Réglage de la sérialisation et de la désérialisation

Teste serde_json, simd-json et rkyv pour les charges utiles des requêtes et des réponses. Sélectionne la stratégie de sérialisation appropriée en fonction de la taille de la charge utile et des exigences de latence.

Leçon 1 • Réglage des requêtes de base de données et du pool de connexions

Analyse l'exécution des requêtes sqlx et diesel, le dimensionnement du pool de connexions et la mise en cache des instructions préparées. Réduit les pics de latence induits par la base de données qui dominent le temps de réponse du serveur.

Leçon 2 • Stratégies de mise en cache pour la performance du serveur

Implémente des caches LRU en processus et des caches distribués pour réduire le calcul et les E/S redondants. Quantifie l'impact du taux de succès du cache sur le débit et la latence de queue.

Leçon 3 • Tests de régression de performance dans le CI

Intègre les tests de performance Criterion et les tests de charge dans les pipelines CI avec des barrières de régression automatisées. Empêche la dégradation des performances d'atteindre la production grâce à un contrôle systématique.

Leçon 4 • Compromis architecturaux et stratégie d'optimisation

Cadre l'optimisation des performances comme une décision économique utilisant les données de profilage et les contraintes métier. Apprend aux étudiants à prioriser les changements par impact, risque et coût d'implémentation.