Apakah itu skalabiliti dan bagaimana anda mencapainya?

Question

Accepted Answer

**Skalabiliti** ialah keupayaan sesebuah sistem untuk **menangani beban yang meningkat** (lebih ramai pengguna, permintaan, data) dengan menambah sumber. Mencapainya melibatkan **penskalaan menegak** (mesin yang lebih besar) dan terutamanya **penskalaan mendatar** (lebih banyak mesin), bersama-sama teknik seperti load balancing, caching, dan pengagihan.

## Apakah itu skalabiliti

```text
SCALABILITY = the ability to handle GROWTH (more load) by adding resources, maintaining
performance:
  → a scalable system handles 10x or 100x the load by adding capacity
  → a non-scalable system degrades/fails as load grows (a bottleneck)
→ essential because successful systems grow.
```

## Penskalaan menegak vs mendatar

```text
VERTICAL (scale UP) → a BIGGER machine (more CPU, RAM):
  ✓ simple (no app changes)  ✗ LIMITS (max machine size); expensive; single point of
    failure; downtime to upgrade
HORIZONTAL (scale OUT) → MORE machines (add servers; distribute load):
  ✓ scales nearly unlimited; redundancy/fault tolerance; the approach for large scale
  ✗ more complex (distributed system; need load balancing, statelessness, data distribution)
→ Horizontal scaling is key for large-scale systems (add commodity machines vs one giant one).
```

## Teknik untuk penskalaan

```text
✓ LOAD BALANCING → distribute requests across multiple servers (enables horizontal scaling)
✓ STATELESS services → so any server can handle any request (essential for horizontal scaling)
✓ CACHING → reduce load on databases/backends (serve from fast cache)
✓ DATABASE scaling → replication (read scaling), sharding (split data), caching
✓ ASYNC processing / queues → handle work without blocking; absorb spikes
✓ CDN → distribute static content; microservices → scale parts independently
```

## Mengapa ia penting

Memahami skalabiliti adalah asas kerana **menangani pertumbuhan ialah keperluan teras bagi sistem yang berjaya**, dan skalabiliti adalah teras kepada reka bentuk sistem, jadi ia merupakan pengetahuan penting.

Skalabiliti — menangani beban yang meningkat dengan menambah sumber sambil mengekalkan prestasi — adalah penting kerana sistem yang berjaya akan berkembang (lebih ramai pengguna, trafik, data), dan sistem yang tidak boleh diskala akan merosot atau gagal sebagai bottleneck.

Memahami perbezaan **penskalaan menegak vs mendatar** adalah asas: penskalaan menegak (mesin yang lebih besar) adalah mudah tetapi terhad (saiz mesin maksimum, kos, single point of failure), manakala **penskalaan mendatar** (lebih banyak mesin) boleh diskala hampir tanpa had dengan redundansi tetapi memerlukan kerumitan sistem teragih (load balancing, ketiadaan keadaan, pengagihan data).

Memahami bahawa **penskalaan mendatar adalah kunci untuk sistem berskala besar** (menambah mesin komoditi dan bukannya satu mesin gergasi) ialah konsep teras reka bentuk sistem.

Memahami **teknik** — **load balancing** (mengagihkan permintaan, membolehkan penskalaan mendatar), **perkhidmatan tanpa keadaan (stateless)** (supaya mana-mana pelayan boleh mengendalikan mana-mana permintaan, penting untuk penskalaan mendatar), **caching** (mengurangkan beban backend), **penskalaan pangkalan data** (replikasi, sharding), **pemprosesan/baris gilir async** (menyerap lonjakan), serta CDN dan microservices — menyediakan kit alat untuk membina sistem yang boleh diskala.

Teknik-teknik ini berulang sepanjang reka bentuk sistem.

Memandangkan menangani pertumbuhan ialah keperluan teras dan skalabiliti (terutamanya penskalaan mendatar dengan teknik sokongannya) ialah cara sistem menangani beban yang semakin meningkat, dan memandangkan memahami pendekatan dan teknik penskalaan adalah asas kepada reka bentuk sistem, memahami skalabiliti adalah pengetahuan reka bentuk sistem yang penting dan asas — teras kepada membina sistem yang menangani pertumbuhan, kebimbangan teras dalam hampir semua reka bentuk sistem, dan asas untuk memahami bagaimana sistem berskala besar dibina untuk menangani beban yang besar.