Analisis Performa dan Reliability Aplikasi Cloud-Native Menggunakan Docker dan Monitoring

A. Pendahuluan
Pada artikel ini, saya akan membahas tentang perancangan dan analisis sebuah aplikasi web berbasis cloud-native dengan studi kasus Task Management App. Fokus utama pengembangan aplikasi ini adalah pada performa, reliability, serta observability sistem dalam menghadapi berbagai tingkat beban.

B. Arsitektur Aplikasi

Aplikasi terdiri dari tiga komponen utama:

• Frontend sebagai web client
• Backend API menggunakan Node.js dan Express
• Database PostgreSQL untuk penyimpanan data Seluruh komponen dijalankan dalam container Docker dan dikelola menggunakan Docker Compose, sehingga deployment menjadi lebih konsisten dan terisolasi.

C. Cloud-Native Deployment
Dengan menggunakan Docker Compose, backend API dan database dijalankan sebagai service terpisah namun berada dalam satu network internal. Pendekatan ini memudahkan pengelolaan environment serta mendukung prinsip cloud-native architecture.

D. Monitoring dan Observability
Backend menyediakan endpoint /metrics menggunakan library prom-client. Endpoint tersebut menghasilkan metrik seperti:

• CPU usage
• Memory usage
• EVent loop lag
• HTTP request latency Metrik tersebut digunakan untuk memantau performa sistem dan mendeteksi potensi bottleneck sejak dini.

E. Load Testing dan Hasil Simulasi
Pengujian performa dilakukan menggunakan Apache Benchmark dengna dua skenario:

• Beban normal: 2000 request, 20 user konkuren
• Bbean tinggi: 10000 request, 200 user konkuren Hasil simulasi menunjukkan bahwa sistem stabil pada beban normal, namun mengalami peningkatan latency dan timeout pada beban tinggi.

F. Analisis Bottleneck
Dua akar masalah utama yang ditemukan adalah:

1. Backend API bottleneck, ditandai dengan CPU usage tinggi dan meningkatkan event loop lag.
2. Database bottleneck, akibat banyaknya query pada concurrency tinggi. Kedua faktor ini berkontribusi terhadap peningkatan p95 latency dan error rate.

G. Improvement dan Roadmap
Beberapa improvement yang diusulkan:

• Autoscaling backend API
• Caching pada endpoint /tasks Optimasi query database dan connection pooling Improvement ini bertujuan meningkatkan performa, reliability, serta efisiensi pengguna resource.

H. Kesimpulan
Aplikasi cloud-native yang dirancang mampu berjalan dengan baik pada beban normal, namun memerlukan optimasi untuk menghadapi beban tinggi. Dengan penerapan strategi scalling dan optimasi yang tepat, sistem dapat menjadi lebih scalable dan sustainable.