Закон Амдала и self-time: потолок любого ускорения, которое ты можешь выпустить

Команда тратит три недели на переписывание хэш-функции с локальным ускорением в 10x. Задеплоенный сервис стал быстрее на 1.05x. Закон Амдала дал бы ответ до начала работы — если бы сначала проверили профиль.

Закон Амдала: потолок любого ускорения

Если часть кода занимает долю p от общего времени исполнения, и ты ускоряешь её в s раз, суммарное ускорение приложения:

суммарное_ускорение = 1 / ((1 − p) + p/s)

Предельный случай — сделать секцию бесконечно быстрой — даёт:

макс_ускорение = 1 / (1 − p)

Функция, занимающая 10% общего времени, никогда не даст больше 1.11x суммарного ускорения, даже если заменить её на заглушку. Функция на 80% даёт 5x, если ускорить её вдвое.

Этот закон превращает «стоит ли оптимизировать это?» в количественный вопрос. Снял профиль, увидел, что функция X занимает 12% времени исполнения — и сразу понимаешь: даже идеальное переписывание ограничено потолком в 13.6%. Если потолок ниже твоей планки — не начинай. Если функция Y занимает 70% — двукратное ускорение Y даёт 1.54x суммарно, инженерное время оправдано.

Время на стене, CPU-время и self-time

Профиль сообщает несколько разных видов измерения времени, и путаница между ними — самая частая ошибка при чтении.

• Wall-clock time — то, что чувствует пользователь: сколько времени занял запрос от начала до конца. Запрос на 500 мс wall-clock, использовавший 50 мс CPU, на 90% состоит из ожидания (диск, сеть, локи, GC).
• CPU time — сколько из wall-clock было потрачено на реальные вычисления.
• Self-time — время, потраченное в собственном коде функции, без учёта времени в вызванных ею функциях.
• Cumulative time (cum-time) — включает время в вызовах.

Чтение профиля: если cum-time большой, а self-time маленький — функция является роутинговым/диспетчерским слоем: медленная работа происходит в том, что она вызывает; спускайся вниз. Если self-time большой — функция сама делает работу; там и живёт фикс.

Путаница между ними приводит к оптимизации обёртки, пока реальная цена сидит в callee — или наоборот.