Combining Application-Level and Database-Level Monitoring to Analyze the Performance Impact of Database Lock Contention

Abstract Database lock contention can severely impact application performance and limit scalability. This can be of particular importance when major modifications are made to transactional software, such as large refactorings or modernization projects. In order to assess the criticality of such modifications, it is necessary to measure the current degree of database lock contention, and attribute the effects to the appropriate sections of the application. However, current monitoring tools do not provide both application-level and database-level monitoring data with sufficient detail at the same time. In this paper, we present an approach to combine application-level and database-level monitoring to measure lock contention on a per-section basis, and present first experimental results from a prototypical implementation for PostgreSQL

Treiber und Hindernisse für die Einführung von Microservices in der deutschen Softwareindustrie

Microservices sind ein Architekturstil für Software, dem derzeit sowohl in der Industrie als auch der akademischen Forschung große Aufmerksamkeit zuteil wird. Viele Unternehmen setzen Microservices bereits mit großem Erfolg ein, und die vermeintlichen Vorteile dieses Architekturstils werden in zahlreichen Blogbeiträgen diskutiert. Insbesondere sogenannte "Internet-Scale-Systeme" nutzen Microservices, um ihre immensen Skalierbarkeitsanforderungen zu erfüllen und neue Funktionen rasch an ihre Nutzer auszuliefern. Microservices sind jedoch nicht nur bei Unternehmen mit Internet-Scale-Systemen beliebt. Viele "traditionelle" Unternehmen prüfen derzeit, ob dieser Stil auch für ihre Anwendungen eine praktikable Option ist. Allerdings könnten für diese Unternehmen andere Gründe als beispielsweise Skalierbarkeit ausschlaggebend sein, und sie könnten sich anderen Herausforderungen gegenüber sehen. Zudem könnten sich die Gründe für und gegen Microservices je nach Branche unterscheiden. In diesem Bericht präsentieren wir die Ergebnisse einer Umfrage zu den Treibern und Hindernissen für die Einführung von Microservices, die unter professionellen Softwareentwicklern in der deutschen Softwareindustrie durchgeführt wurde. Zusätzlich zu den allgemeinen Treibern und Hindernissen legen wir einen besonderen Schwerpunkt auf die Nutzung von Microservices zur Modernisierung von bestehenden Softwaresystemen, wobei wir insbesondere Auswirkungen auf Laufzeitperformance und Transaktionalität hervorheben. Wir konnten interessante Unterschiede zwischen "Early Adopters" und traditionellen Unternehmen feststellen. Erstere legen besonderen Wert auf die Skalierbarkeit ihrer Systeme, während für letztere vor allem die Wartbarkeit von Bedeutung ist

Skin TLR7 triggering promotes accumulation of respiratory dendritic cells and natural killer cells.

The TLR7 agonist imiquimod has been used successfully as adjuvant for skin treatment of virus-associated warts and basal cell carcinoma. The effects of skin TLR7 triggering on respiratory leukocyte populations are unknown. In a placebo-controlled experimental animal study we have used multicolour flow cytometry to systematically analyze the modulation of respiratory leukocyte subsets after skin administration of imiquimod. Compared to placebo, skin administration of imiquimod significantly increased respiratory dendritic cells (DC) and natural killer cells, whereas total respiratory leukocyte, alveolar macrophages, classical CD4+ T helper and CD8+ T killer cell numbers were not or only moderately affected. DC subpopulation analyses revealed that elevation of respiratory DC was caused by an increase of respiratory monocytic DC and CD11b(hi) DC subsets. Lymphocyte subpopulation analyses indicated a marked elevation of respiratory natural killer cells and a significant reduction of B lymphocytes. Analysis of cytokine responses of respiratory leukocytes after stimulation with Klebsiella pneumonia indicated reduced IFN-γ and TNF-α expression and increased IL-10 and IL-12p70 production after 7 day low dose skin TLR7 triggering. Additionally, respiratory NK cytotoxic activity was increased after 7d skin TLR7 triggering. In contrast, lung histology and bronchoalveolar cell counts were not affected suggesting that skin TLR7 stimulation modulated respiratory leukocyte composition without inducing overt pulmonary inflammation. These data suggest the possibility to modulate respiratory leukocyte composition and respiratory cytokine responses against pathogens like Klebsiella pneumonia through skin administration of a clinically approved TLR7 ligand. Skin administration of synthetic TLR7 ligands may represent a novel, noninvasive means to modulate respiratory immunity

Stationary shapes of deformable particles moving at low Reynolds numbers

Lecture Notes of the Summer School ``Microswimmers -- From Single Particle Motion to Collective Behaviour'', organised by the DFG Priority Programme SPP 1726 (Forschungszentrum J{\"{u}}lich, 2015).Comment: Pages C7.1-16 of G. Gompper et al. (ed.), Microswimmers - From Single Particle Motion to Collective Behaviour, Lecture Notes of the DFG SPP 1726 Summer School 2015, Forschungszentrum J\"ulich GmbH, Schriften des Forschungszentrums J\"ulich, Reihe Key Technologies, Vol 110, ISBN 978-3-95806-083-

DynaMod: Dynamische Analyse für modellgetriebene Software-Modernisierung

Erfolgreiche Softwaresysteme leben lange. Gleichzeitig sind diese jedoch der enormen Geschwindigkeit der Fortentwicklung der technischen Komponenten und Plattformen unterworfen, so dass die Anwendungen technisch sehr schnell altern. Von dieser Alterung sind jedoch nicht nur Programmiertechniken betroffen, sondern auch die Softwarearchitekturen erodieren sehr schnell. Um dieser Alterung entgegenzuwirken, neue technologische Potentiale zu nutzen und auch auf zukünftige Anforderungen flexibel reagieren zu können, ist eine kontinuierliche Modernisierung von Softwaresystemen erforderlich. Bei der Neuentwicklung von Softwaresystemen hat sich mit der Modellgetriebenen Softwareentwicklung (Model-Driven Software Development, MDSD) ein Konzept etabliert, das eine elegante Lösung dieser Problematik bietet: Anstatt das System vollständig in einer technischen Programmiersprache zu entwickeln, werden fachliche Aspekte mittels geeigneter, abstrakter Modellierungssprachen dargestellt. Hierbei handelt es sich oftmals um sogenannte domänenspezifische Sprachen (Domain Specific Languages, DSLs), die speziell auf die betreffende Anwendungsdomäne zugeschnitten sind und dadurch eine knappe und präzise Formulierung der relevanten Sachverhalte ermöglichen. Die Überführung dieser abstrakten Modelle in technische Artefakte, beispielsweise Quellcode in einer Programmiersprache, wird automatisiert durch Codegeneratoren vorgenommen. Auf diese Weise ist es möglich, durch Anpassung der Generatoren die Implementierung der Modelle zu verändern, ohne Modifikationen an den zugrundeliegenden Modellen vornehmen zu müssen. Im Gegensatz zu Neuentwicklungen stehen bei vielen Bestandssystemen keine derartigen Modelle zur Verfügung. Klassische Ansätze der Modernisierung von Bestandssystemen versuchen stattdessen, die im Quellcode unmittelbar codierten Strukturen des bestehenden Systems automatisiert in Quellcode des Neusystems zu überführen. Da durch diesen Ansatz eine Transformation auf sehr elementarer Ebene stattfindet, kann dieser Ansatz der zuvor erwähnten Erosion der Anwendungsarchitektur nicht begegnen. Zudem ist auch die Übertragung elementarer Strukturen zwischen Programmiersprachen nicht trivial; häufig muss in der Zielsprache das originäre Konstrukt mit zusätzlichem Aufwand simuliert werden. Dadurch kommt es zu einer Aufblähung des Quellcodes, was der Wartbarkeit abträglich ist. Zuletzt bleiben technologische Potentiale der Zielplattform häufig ungenutzt, da das ursprüngliche System letztlich strukturuell unverändert übertragen wird. Im DynaMod-Projekt wurde mit der modellgetriebenen Modernisierung (Model Driven Modernisation, MDM) ein neuer, innovativer Ansatz untersucht, Modelle aus bestehenden Softwaresystemen abzuleiten, die in einem MDSD-Prozess genutzt werden können und dem Bestandssystem auf diese Weise die zuvor beschriebene Flexibilität der Implementierung verleiht. Zur Ableitung dieser Modelle werden nicht nur die statischen Strukturen des Softwaresystems betrachtet; ein besonderer Schwerpunkt ist die Nutzung dynamischer Analyseverfahren, d.h. der Untersuchung des Verhaltens des Softwaresystems zur Laufzeit. Diese dynamischen Analysen erlauben Einblick in die tatsächliche Nutzung des Systems durch die Nutzer und produziert somit Informationen, die zur Modernisierung eines Systems unabdingbar sind. Von besonderem Interesse ist eine gleichzeitige Betrachtung statisch und dynamisch gewonnener Informationen, eine sogenannte hybride Analyse. Hierbei entfaltet die Nutzung abstrakter Modelle eine besondere Stärke, da die Modelle eine Plattform bieten, auf der die verschiedenen Daten zusammengeführt werden können. Auch Daten aus anderen Quellen, beispielsweise Expertenwissen, können den Modellen hinzugefügt werden und führen Wissen auf der Semantikebene hinzu, das automatisiert nicht erhoben werden kann. Auf diese Weise zeigen die Modelle ein strukturiertes und umfangreiches Bild der Anwendung, das als Grundlage für eine Modernisierung dienen kann. Neben der eigentlichen Modernisierung lag ein weiterer Fokus auf der Nutzung der gewonnenen Analysedaten zum systematischen Testen der modernisierten Anwendung. Hier bestand das Ziel darin, Methoden zu entwickeln und zu erproben, die Tests zur Prüfung funktionaler und nicht-funktionaler Eigenschaften der Anwendung aus den Analysedaten generieren können

The Cyclophilin-Binding Agent Sanglifehrin A Is a Dendritic Cell Chemokine and Migration Inhibitor

Sanglifehrin A (SFA) is a cyclophilin-binding immunosuppressant but the immunobiology of action is poorly understood. We and others have reported that SFA inhibits IL-12 production and antigen uptake in dendritic cells (DC) and exhibits lower activity against lymphocytes. Here we show that SFA suppresses DC chemokine production and migration. Gene expression analysis and subsequent protein level confirmation revealed that SFA suppressed CCL5, CCL17, CCL19, CXCL9 and CXCL10 expression in human monocyte-derived DC (moDC). A systems biology analysis, Onto Express, confirmed that SFA interferes with chemokine-chemokine receptor gene expression with the highest impact. Direct comparison with the related agent cyclosporine A (CsA) and dexamethasone indicated that SFA uniquely suppresses moDC chemokine expression. Competitive experiments with a 100-fold molar excess of CsA and with N-Methyl-Val-4-cyclosporin, representing a nonimmunosuppressive derivative of CsA indicated chemokine suppression through a cyclophilin-A independent pathway. Functional assays confirmed reduced migration of CD4+ Tcells and moDCs to supernatant of SFA-exposed moDCs. Vice versa, SFA-exposed moDC exhibited reduced migration against CCL19. Moreover, SFA suppressed expression of the ectoenzyme CD38 that was reported to regulate DC migration and cytokine production. These results identify SFA as a DC chemokine and migration inhibitor and provide novel insight into the immunobiology of SFA

The Raspberry Pi: A Platform for Replicable Performance Benchmarks?

Replicating results of performance benchmarks can be difficult. A common problem is that researchers often do not have access to identical hardware, not to mention identically installed systems. Modern single-board computers like the Raspberry Pi are standardized, cheap, and powerful enough to run many benchmarks, although probably not at the same performance level as desktop or server hardware. In this paper, we use the MooBench micro-benchmark to investigate to what extent Raspberry Pi is suited as a platform for replicable performance benchmarks. We report on our approach to set up and run the experiments as well as the experience that we made. This data set contains all collected data, the analysis scripts and the Raspberry PI image for the experiments of the related paper presented and published on the Symposium on Software Performance 2017 (SSP'17): http://www.performance-symposium.org

Using microservices for legacy software modernization

Microservices are commonly known as an architecture for building scalable applications running in the cloud. However, they also promise high maintainability due to smaller code bases and strong component separation, making them an interesting option for software modernization. This article presents a migration process to decompose an existing application into microservices, and presents experiences from applying this process in an ongoing legacy modernization project.</p

Drivers and barriers for microservice adoption – a survey among professionals in Germany

Microservices are an architectural style for software which currently receives a lot of attention in both industry and academia. Several companies employ microservice architectures with great success, and there is a wealth of blog posts praising their advantages. Especially so-called Internet-scale systems use them to satisfy their enormous scalability requirements and to rapidly deliver new features to their users. But microservices are not only popular with large, Internet-scale systems. Many traditional companies are also considering whether microservices are a viable option for their applications. However, these companies may have other motivations to employ microservices, and see other barriers which could prevent them from adopting microservices. Furthermore, these drivers and barriers possibly differ among industry sectors. In this article, we present the results of a survey on drivers and barriers for microservice adoption among professionals in Germany. In addition to overall drivers and barriers, we particularly focus on the use of microservices to modernize existing software, with special emphasis on implications for runtime performance and transactionality. We observe interesting differences between early adopters who emphasize scalability of their Internet-scale systems, compared to traditional companies which emphasize maintainability of their IT systems.</p

Experience with microservices for legacy software modernization

Microservices are known as an architecture for building scalable applications running in the cloud. However, they also promise high maintainability due to smaller code bases and strong component separation, making them an interesting option for software modernization. We present a migration process to decompose an existing application into microservices, and report on experiences from applying this process in an ongoing legacy modernization project.</p