Ottimizzazione delle prestazioni

Questo documento illustra alcune tecniche che puoi utilizzare per migliorare le prestazioni della tua applicazione. In alcuni casi, vengono utilizzati esempi di altre API o API generiche per illustrare le idee presentate. Tuttavia, gli stessi concetti sono applicabili anche all'API Compute Engine.

Compressione mediante gzip

Un modo semplice e conveniente per ridurre la larghezza di banda necessaria per ogni richiesta è abilitare la compressione gzip. Sebbene questo richieda tempo CPU aggiuntivo per decomprimere i risultati, il trade-off con i costi di rete di solito lo rende molto utile.

Per ricevere una risposta con codifica gzip, devi fare due cose: impostare un'intestazione Accept-Encoding e modificare l'user agent in modo che contenga la stringa gzip. Ecco un esempio di intestazioni HTTP formattate correttamente per attivare la compressione gzip:

Accept-Encoding: gzip
User-Agent: my program (gzip)

Utilizzo di risorse parziali

Un altro modo per migliorare le prestazioni delle chiamate API è inviare e ricevere solo la parte di dati che ti interessa. Ciò consente all'applicazione di evitare il trasferimento, l'analisi e l'archiviazione dei campi non necessari, in modo da poter utilizzare risorse come rete, CPU e memoria in modo più efficiente.

Esistono due tipi di richieste parziali:

  • Risposta parziale: una richiesta in cui specifichi i campi da includere nella risposta (utilizza il parametro di richiesta fields).
  • Patch: una richiesta di aggiornamento in cui invii solo i campi che vuoi modificare (utilizza il verbo HTTP PATCH).

Nelle sezioni seguenti sono disponibili ulteriori dettagli su come effettuare richieste parziali.

Risposta parziale

Per impostazione predefinita, il server restituisce la rappresentazione completa di una risorsa dopo aver elaborato le richieste. Per migliorare le prestazioni, puoi chiedere al server di inviare solo i campi di cui hai realmente bisogno e ricevere una risposta parziale.

Per richiedere una risposta parziale, utilizza il parametro di richiesta fields per specificare i campi che vuoi che vengano restituiti. Puoi utilizzare questo parametro con qualsiasi richiesta che restituisce dati di risposta.

Tieni presente che il parametro fields influisce solo sui dati di risposta e non sui dati che devi inviare, se presenti. Per ridurre la quantità di dati inviati quando modifichi le risorse, utilizza una richiesta patch.

Esempio

L'esempio seguente mostra l'utilizzo del parametro fields con un'API "Demo" generica (inventariata).

Richiesta semplice: questa richiesta GET HTTP omette il parametro fields e restituisce la risorsa completa.

https://www.googleapis.com/demo/v1

Risposta completa della risorsa: i dati completi della risorsa includono i seguenti campi, insieme a molti altri che sono stati omessi per brevità.

{
  "kind": "demo",
  ...
  "items": [
  {
    "title": "First title",
    "comment": "First comment.",
    "characteristics": {
      "length": "short",
      "accuracy": "high",
      "followers": ["Jo", "Will"],
    },
    "status": "active",
    ...
  },
  {
    "title": "Second title",
    "comment": "Second comment.",
    "characteristics": {
      "length": "long",
      "accuracy": "medium"
      "followers": [ ],
    },
    "status": "pending",
    ...
  },
  ...
  ]
}

Richiesta di una risposta parziale: la seguente richiesta per questa stessa risorsa utilizza il parametro fields per ridurre in modo significativo la quantità di dati restituiti.

https://www.googleapis.com/demo/v1?fields=kind,items(title,characteristics/length)

Risposta parziale: in risposta alla richiesta precedente, il server restituisce una risposta contenente solo le informazioni sul tipo insieme a un array di elementi essenziale che include solo il titolo HTML e le informazioni sulle caratteristiche della lunghezza in ogni elemento.

200 OK
 
{
  "kind": "demo",
  "items": [{
    "title": "First title",
    "characteristics": {
      "length": "short"
    }
  }, {
    "title": "Second title",
    "characteristics": {
      "length": "long"
    }
  },
  ...
  ]
}

Tieni presente che la risposta è un oggetto JSON che include solo i campi selezionati e i relativi oggetti principali.

Di seguito vengono trattati i dettagli sulla formattazione del parametro fields, seguiti da ulteriori dettagli su cosa esattamente viene restituito nella risposta.

Riepilogo della sintassi del parametro Fields

Il formato del valore del parametro di richiesta fields è basato sulla sintassi XPath. La sintassi supportata è riassunta di seguito e altri esempi sono forniti nella sezione seguente.

  • Utilizza un elenco separato da virgole per selezionare più campi.
  • Utilizza a/b per selezionare un campo b nidificato all'interno del campo a. utilizza a/b/c per selezionare un campo c nidificato all'interno di b.

    Eccezione: per le risposte dell'API che utilizzano wrapper "data", dove la risposta è nidificata all'interno di un oggetto data simile a data: { ... }, non includere "data" nella specifica fields. Se includi l'oggetto dati con una specifica dei campi come data/a/b, si verifica un errore. Utilizza invece una specifica fields come a/b.

  • Utilizza un sottoselettore per richiedere un insieme di sottocampi specifici di array o oggetti inserendo le espressioni tra parentesi "( )".

    Ad esempio: fields=items(id,author/email) restituisce solo l'ID elemento e l'email dell'autore per ogni elemento nell'array di articoli. Puoi anche specificare un singolo campo secondario, dove fields=items(id) equivale a fields=items/id.

  • Utilizza i caratteri jolly nelle selezioni dei campi, se necessario.

    Ad esempio, fields=items/pagemap/* seleziona tutti gli oggetti in una mappa di pagine.

Altri esempi di utilizzo del parametro fields

Gli esempi riportati di seguito includono descrizioni di come il valore parametro fields influisce sulla risposta.

Nota: come per tutti i valori dei parametri di query, il valore parametro fields deve essere codificato nell'URL. Per una migliore leggibilità, gli esempi in questo documento omettono la codifica.

Identifica i campi che vuoi restituire o effettua selezioni dei campi.
Il valore del parametro di richiesta fields è un elenco di campi separati da virgole e ogni campo è specificato in base alla radice della risposta. Pertanto, se esegui un'operazione list, la risposta è una raccolta e in genere include un array di risorse. Se stai eseguendo un'operazione che restituisce una singola risorsa, i campi sono specificati in relazione a quella risorsa. Se il campo selezionato è (o fa parte di) un array, il server restituisce la parte selezionata di tutti gli elementi dell'array.

Ecco alcuni esempi a livello di raccolta:
Esempi Effetto
items Restituisce tutti gli elementi nell'array di elementi, inclusi tutti i campi di ogni elemento, ma nessun altro campo.
etag,items Restituisce sia il campo etag sia tutti gli elementi nell'array items.
items/title Restituisce solo il campo title per tutti gli elementi nell'array di articoli.

Ogni volta che viene restituito un campo nidificato, la risposta include gli oggetti principali che lo contengono. I campi principali non includono altri campi secondari, a meno che non siano selezionati anche in modo esplicito.
context/facets/label Restituisce solo il campo label per tutti i membri dell'array facets, a sua volta nidificato sotto l'oggetto context.
items/pagemap/*/title Per ogni elemento dell'array di articoli, restituisce solo il campo title (se presente) di tutti gli oggetti secondari di pagemap.

Ecco alcuni esempi a livello di risorsa:
Esempi Effetto
title Restituisce il campo title della risorsa richiesta.
author/uri Restituisce il sottocampo uri dell'oggetto author nella risorsa richiesta.
links/*/href
 Restituisce il campo href di tutti gli oggetti che sono figli di links.
Richiedi solo parti di campi specifici utilizzando le selezioni secondarie.
Per impostazione predefinita, se la richiesta specifica campi specifici, il server restituisce gli oggetti o gli elementi dell'array nella loro interezza. Puoi specificare una risposta che includa solo alcuni sottocampi. Per farlo utilizzi "( )" sintassi di sottoselezione, come nell'esempio riportato di seguito.
Esempio Effetto
items(title,author/uri) Restituisce solo i valori di title e uri dell'autore per ogni elemento dell'array di elementi.

Gestione delle risposte parziali

Dopo che un server elabora una richiesta valida che include il parametro di query fields, restituisce un codice di stato HTTP 200 OK insieme ai dati richiesti. Se il parametro di query fields contiene un errore o non è valido, il server restituisce un codice di stato HTTP 400 Bad Request, insieme a un messaggio di errore che indica all'utente il problema relativo alla selezione dei campi (ad es. "Invalid field selection a/b").

Ecco l'esempio di risposta parziale mostrato nella sezione introduttiva sopra. La richiesta utilizza il parametro fields per specificare quali campi restituire.

https://www.googleapis.com/demo/v1?fields=kind,items(title,characteristics/length)

La risposta parziale è la seguente:

200 OK
 
{
  "kind": "demo",
  "items": [{
    "title": "First title",
    "characteristics": {
      "length": "short"
    }
  }, {
    "title": "Second title",
    "characteristics": {
      "length": "long"
    }
  },
  ...
  ]
}

Nota: per le API che supportano i parametri di query per la paginazione dei dati (ad es. maxResults e nextPageToken), utilizza questi parametri per ridurre i risultati di ogni query a dimensioni gestibili. In caso contrario, i miglioramenti delle prestazioni possibili con la risposta parziale potrebbero non essere realizzati.

Patch (aggiornamento parziale)

Puoi anche evitare di inviare dati non necessari quando modifichi le risorse. Per inviare i dati aggiornati solo per i campi specifici che stai modificando, utilizza il verbo HTTP PATCH. La semantica della patch descritta in questo documento è diversa (e più semplice) rispetto alla precedente implementazione GData dell'aggiornamento parziale.

L'esempio breve riportato di seguito mostra come l'utilizzo di patch riduce al minimo i dati da inviare per apportare un piccolo aggiornamento.

Esempio

Questo esempio mostra una semplice richiesta di patch per aggiornare solo il titolo di una "Demo" generica (fittizia) risorsa API. La risorsa contiene anche un commento, un insieme di caratteristiche, lo stato e molti altri campi, ma questa richiesta invia solo il campo title, poiché è l'unico campo modificato:

PATCH https://www.googleapis.com/demo/v1/324
Authorization: Bearer your_auth_token
Content-Type: application/json

{
  "title": "New title"
}

Risposta:

200 OK
 
{
  "title": "New title",
  "comment": "First comment.",
  "characteristics": {
    "length": "short",
    "accuracy": "high",
    "followers": ["Jo", "Will"],
  },
  "status": "active",
  ...
}

Il server restituisce un codice di stato 200 OK insieme alla rappresentazione completa della risorsa aggiornata. Poiché nella richiesta di applicazione patch era incluso solo il campo title, si tratta dell'unico valore diverso da prima.

Nota: se utilizzi il parametro risposta parziale fields in combinazione con patch, puoi aumentare ulteriormente l'efficienza delle richieste di aggiornamento. Una richiesta di patch riduce solo le dimensioni della richiesta. Una risposta parziale riduce la dimensione della risposta. Pertanto, per ridurre la quantità di dati inviati in entrambe le direzioni, utilizza una richiesta di patch con il parametro fields.

Semantica di una richiesta di patch

Il corpo della richiesta di patch include solo i campi della risorsa che vuoi modificare. Quando specifichi un campo, devi includere tutti gli oggetti principali che lo contengono, così come i relativi elementi principali vengono restituiti con una risposta parziale. I dati modificati che invii vengono uniti ai dati dell'oggetto principale, se presente.

  • Aggiungi: per aggiungere un campo che non esiste già, specifica il nuovo campo e il relativo valore.
  • Modifica: per modificare il valore di un campo esistente, specifica il campo e impostalo sul nuovo valore.
  • Elimina: per eliminare un campo, specificalo e impostalo su null. Ad esempio: "comment": null. Puoi anche eliminare un intero oggetto (se è mutabile) impostandolo su null. Se utilizzi libreria client dell'API Java; utilizza invece Data.NULL_STRING; della vedi JSON null.

Nota sugli array: le richieste di patch che contengono array sostituiscono l'array esistente con quello fornito. Non puoi modificare, aggiungere o eliminare elementi in un array in modo frazionato.

Utilizzo di patch in un ciclo di lettura, modifica e scrittura

Può essere utile iniziare recuperando una risposta parziale con i dati che vuoi modificare. Questo è particolarmente importante per le risorse che utilizzano gli ETag, poiché devi fornire il valore ETag corrente nell'intestazione HTTP If-Match per aggiornare correttamente la risorsa. Dopo aver recuperato i dati, puoi modificare i valori che vuoi cambiare e inviare nuovamente la rappresentazione parziale modificata con una richiesta di patch. Ecco un esempio che presuppone che la risorsa Demo utilizzi gli ETag:

GET https://www.googleapis.com/demo/v1/324?fields=etag,title,comment,characteristics
Authorization: Bearer your_auth_token

Questa è la risposta parziale:

200 OK
 
{
  "etag": "ETagString"
  "title": "New title"
  "comment": "First comment.",
  "characteristics": {
    "length": "short",
    "level": "5",
    "followers": ["Jo", "Will"],
  }
}

La seguente richiesta di patch si basa su questa risposta. Come mostrato di seguito, utilizza anche il parametro fields per limitare i dati restituiti nella risposta della patch:

PATCH https://www.googleapis.com/demo/v1/324?fields=etag,title,comment,characteristics
Authorization: Bearer your_auth_token
Content-Type: application/json
If-Match: "ETagString"

{
  "etag": "ETagString"
  "title": "",                  /* Clear the value of the title by setting it to the empty string. */
  "comment": null,              /* Delete the comment by replacing its value with null. */
  "characteristics": {
    "length": "short",
    "level": "10",              /* Modify the level value. */
    "followers": ["Jo", "Liz"], /* Replace the followers array to delete Will and add Liz. */
    "accuracy": "high"          /* Add a new characteristic. */
  },
}

Il server risponde con un codice di stato HTTP 200 OK e con la rappresentazione parziale della risorsa aggiornata:

200 OK
 
{
  "etag": "newETagString"
  "title": "",                 /* Title is cleared; deleted comment field is missing. */
  "characteristics": {
    "length": "short",
    "level": "10",             /* Value is updated.*/
    "followers": ["Jo" "Liz"], /* New follower Liz is present; deleted Will is missing. */
    "accuracy": "high"         /* New characteristic is present. */
  }
}

Creazione diretta di una richiesta di patch

Per alcune richieste di patch, devi basarle sui dati recuperati in precedenza. Ad esempio, se vuoi aggiungere un elemento a un array e non vuoi perdere nessuno degli elementi dell'array esistenti, devi prima recuperare i dati esistenti. Analogamente, se un'API utilizza gli ETag, devi inviare il valore ETag precedente con la richiesta per aggiornare correttamente la risorsa.

Nota: puoi utilizzare un'intestazione HTTP "If-Match: *" per forzare l'elaborazione di una patch quando sono in uso gli ETag.  In questo caso, non è necessario leggere prima di scrivere.

In altre situazioni, tuttavia, puoi creare la richiesta di patch direttamente, senza prima recuperare i dati esistenti. Ad esempio, puoi configurare facilmente una richiesta di patch che aggiorna un campo con un nuovo valore o aggiunge un nuovo campo. Ecco un esempio:

PATCH https://www.googleapis.com/demo/v1/324?fields=comment,characteristics
Authorization: Bearer your_auth_token
Content-Type: application/json

{
  "comment": "A new comment",
  "characteristics": {
    "volume": "loud",
    "accuracy": null
  }
}

Con questa richiesta, se il campo dei commenti ha un valore esistente, il nuovo valore lo sovrascrive; in caso contrario, viene impostato il nuovo valore. Analogamente, se fosse presente una caratteristica del volume, il suo valore viene sovrascritto; In caso contrario, viene creato. Il campo di precisione, se impostato, viene rimosso.

Gestione della risposta a una patch

Dopo aver elaborato una richiesta di patch valida, l'API restituisce un codice di risposta HTTP 200 OK insieme alla rappresentazione completa della risorsa modificata. Se gli ETag vengono utilizzati dall'API, il server aggiorna i valori ETag quando elabora correttamente una richiesta di applicazione patch, così come avviene con PUT.

La richiesta di patch restituisce l'intera rappresentazione della risorsa, a meno che non utilizzi il parametro fields per ridurre la quantità di dati restituiti.

Se una richiesta di patch genera un nuovo stato della risorsa che non è sintatticamente o semanticamente valido, il server restituisce un codice di stato HTTP 400 Bad Request o 422 Unprocessable Entity e lo stato della risorsa rimane invariato. Ad esempio, se provi a eliminare il valore di un campo obbligatorio, il server restituisce un errore.

Notazione alternativa quando il verbo HTTP PATCH non è supportato

Se il firewall non consente le richieste HTTP PATCH, invia una richiesta HTTP POST e imposta l'intestazione di override su PATCH, come mostrato di seguito:

POST https://www.googleapis.com/...
X-HTTP-Method-Override: PATCH
...

Differenza tra patch e aggiornamento

In pratica, quando invii i dati per una richiesta di aggiornamento che utilizza il verbo HTTP PUT, devi inviare solo i campi obbligatori o facoltativi. Se invii valori per i campi impostati dal server, questi vengono ignorati. Sebbene possa sembrare un altro modo per eseguire un aggiornamento parziale, questo approccio presenta alcune limitazioni. Con gli aggiornamenti che utilizzano il verbo HTTP PUT, la richiesta non va a buon fine se non fornisci i parametri obbligatori e vengono cancellati i dati impostati in precedenza se non fornisci i parametri facoltativi.

Per questo motivo, è molto più sicuro utilizzare la patch. Devi fornire i dati solo per i campi da modificare. i campi omessi non vengono cancellati. L'unica eccezione a questa regola si verifica con elementi o array ripetuti: se li ometti tutti, rimangono invariati; se ne fornisci uno, l'intero insieme viene sostituito con quello che fornisci.