High-Performance Systems & Optimization Patterns

"Speed không có nghĩa nếu thiếu Stability. Stability vô dụng nếu quá chậm." - HPN

The Eternal Conflict

Trong Software Engineering, hai mục tiêu này thường xung đột:

Mục tiêu	Yêu cầu	Trade-off
Speed	Giảm lock, tối ưu loop	Race conditions, data corruption
Stability	Lock everything, defensive code	Deadlocks, giảm throughput

❌ REALITY CHECK

• Lock quá nhiều → Throughput giảm 10x, deadlock risk
• Lock quá ít → Data race, corrupted state, hệ thống crash

The Goal

Module này trang bị cho bạn 4 patterns để cân bằng Speed và Stability:

Concurrency Patterns (Thread-safety)

• Optimistic Locking (CAS): Lock-free concurrency cho low-contention
• Token Bucket: Rate limiting để bảo vệ API khỏi overload

Algorithmic Patterns (Performance)

• Sliding Window: Biến $O(N^2)$ thành $O(N)$
• Floyd's Cycle: Detect infinite loops với $O(1)$ space

Roadmap Module

Khi nào dùng gì?

Pattern	Use Case	Signal từ Requirements
CAS	DB version control, counters	"Concurrent writes, rare conflicts"
Token Bucket	API rate limiting	"Max N requests per second"
Sliding Window	Substring/Subarray	"Contiguous", "Maximum/Minimum of K elements"
Floyd's Cycle	Linked List, State machine	"Detect loop", "Find duplicate"

Bắt đầu từ đâu?

1. Optimistic Locking (CAS) - Lock-free concurrency
2. Token Bucket - Rate Limiting
3. Sliding Window - Loop optimization
4. Floyd's Cycle Detection - Tortoise and Hare

💡 HPN's Insight

Đây là must-know patterns cho Senior Engineer interviews tại Google, Meta, Amazon. Master từng cái một.