Магистерская работа посвящена проектированию и разработке вспомогательного инструмента отладки асинхронных распределенных систем, реализованных при помощи фреймворка Vert.x. В ходе выполнения работы был реализован комплекс программных средств, обеспечивающий сбор, обработку и анализ данных о взаимодействии компонентов отлаживаемой системы и предоставляющий инструменты поиска и просмотра результатов сеанса отладки. В рамках работы также было проведено тестирование реализованной системы. Результаты тестирования показали целесообразность ее применения для отладки приложений с интенсивным взаимодействием компонентов.

In this work we present our approach to tracing and debugging of asynchronous distributed systems based on Vert.x framework. We have created an easy-to-use tool for collecting, processing and analyzing verticle interaction data for Vert.x, which also allows for advanced search and analyses of the interaction data. The developed tool have been evaluated on an example test systems under different workloads; the results shows its applicability and usefulness for real-world use cases.

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. Обзор предметной области и сравнительный анализ существующих подходов к отладке распределенных приложений
  • 1.1. Общие сведения о фреймворке Vert.x. Основные понятия и концепции
  • 1.2. Существующие средства отладки приложений на Vert.x
  • 1.3. Обзор инструментов отладки приложений с архитектурой, аналогичной архитектуре приложений на Vert.x
    • 1.3.1. Системы распределенной трассировки и средства отладки микросервисных систем
    • 1.3.2. APM-cистемы
    • 1.3.3. Сравнительный анализ
• 2. Постановка задачи
  • 2.1. Формулирование требований к разрабатываемой системе
  • 2.2. Критерии оценки работы системы и ограничения
  • 2.3. Решаемые задачи
• 3. Проектирование вспомогательной системы отладки распределенных приложений
  • 3.1. Архитектура разрабатываемой системы
  • 3.2. Модифицированная версия фреймворка Vert.x
    • 3.2.1. Модификация API
    • 3.2.2. Механизмы внедрения, распространения и сбора отладочных данных
  • 3.3. Компонент анализа истории сообщений
    • 3.3.1. Концепция обработки первичных данных трассировки. Основные понятия
    • 3.3.2. Модель хранения обработанных данных
    • 3.3.3. Обеспечение доступа к результатам обработки и анализа
  • 3.4. Алгоритмические особенности поиска аномальных взаимодействий компонентов системы
    • 3.4.1. Случаи потенциально аномального поведения распределенного приложения
    • 3.4.2. Метод поиска структурных аномалий
• 4. Разработка вспомогательной системы отладки распределенных приложений на Vert.x
  • 4.1. Общая структура системы. Средства разработки
  • 4.2. Реализация компонента отладки Vert.x
  • 4.3. Подсистема обработки и анализа истории сообщений
  • 4.4. Web-приложение для графического представления результатов анализа истории сообщений
    • 4.4.1. Общий состав разработанных компонентов
    • 4.4.2. Пользовательский интерфейс
• 5. Тестирование и анализ результатов
  • 5.1. Методика тестирования
  • 5.2. Тестовое распределенное приложение
  • 5.3. Программно-аппаратная конфигурация тестового окружения
  • 5.4. Измерение пропускной способности компонента отладки Vert.x
  • 5.5. Измерение задержки в работе приложения при использовании отладочной инфраструктуры Vert.x
  • 5.6. Измерение времени обработки данных сеанса трассировки
  • 5.7. Проверка соответствия результатов сеанса трассировки логике приложения
  • 5.8. Анализ результатов тестирования
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ. ЛИСТИНГИ