Optimization of Memory Footprint of Microservices

Ing. Juraj Samuel Saloň

Master's thesis

Anotácia:

Budeme hovoriť o pamäťovej stope mikroslužieb a jej optimalizácii vo firme GoodData Corporation. Optimalizácia pamäte mikroslužieb má dva hlavné dôvody. Primárnym dôvodom je ušetriť finančné zdroje. Ďalším je vylepšenie možnosti behu systému zloženého z mikroslužieb v lokálnom vývojárskom prostredí. Popisujeme implementačné a nasadzovacie technológie, ako sú napríklad Kotlin, Spring a Kubernetes, použité pre vývoj microservice. Preskúmali sme pamäťové oblasti Java Virtual Machine a našli sme koreň problému réžie pamäte. Injektovanie závislostí a jeho implementácia v Spring frameworku pomocou reflexie ukladá veľké množstvo metadát v oblasti metaspace. Niekoľko spôsobov pre riešenie injektovania závislostí v cloudovom a lokálnom prostredí s cieľom znížiť spotrebu pamäte bolo navrhnutých. Nástroje pre monitorovanie mikroservisov sú predstavené pre porovnanie a vyhodnotenie realizovateľnosti prístupov optimalizácie.

Abstract:

We will discuss the memory footprint of microservices and their optimization in GoodData Corporation. Memory optimization of microservices has two main reasons. The primary reason is to save financial resources. The other one is to improve the possibility of running a system consisting of microservices in a local development environment. We described the implementation and deployment technologies such as Kotlin, Spring, and Kubernetes used for microservices development. Memory areas of Java Virtual Machine are examined, and the root cause of the memory overhead is found. Dependency injection and its implementation in the Spring framework with the help of reflection stores an enormous amount of metadata in metaspace area. Several ways are proposed to optimize the dependency injection in cloud and local environments to decrease memory consumption. The tools for monitoring microservices are introduced to compare and evaluate the feasibility of approaches.

Keywords

memory optimization, microservices, local development, cloud, Spring, Micronaut, dependency injection, Java, JVM, ahead-of-time compilation

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 19. 6. 2023
• Vedúci: doc. RNDr. Vlastislav Dohnal, Ph.D.
• Oponent: RNDr. Ondřej Štumpf

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / odbor:
Software Engineering / Deployment and operations of software systems