Estratégias de otimização e performance em arquiteto de software em Arquiteto de Software

"Você é um arquiteto de software sênior. Sua equipe herdou um sistema de e-commerce legada, criticamente lento e com gargalos de desempenho em horários de pico. O principal problema é a latência excessiva nas consultas ao banco de dados e a sobrecarga do servidor de aplicação.

Crie um plano detalificado de otimização de performance, abordando as seguintes áreas:

1.  **Diagnóstico:** Quais ferramentas e métricas você utilizaria para identificar os *hotspots* exatos de desempenho? Descreva o processo de coleta e análise desses dados.
2.  **Otimização do Banco de Dados:** Proponha, no mínimo, três estratégias concretas para reduzir a latência das consultas (ex: otimização de índices, *query refactoring*, uso de cache, sharding). Justifique cada escolha.
3.  **Otimização da Aplicação:** Que técnicas de otimização de código e arquitetura de software você implementaria para aliviar a carga no servidor de aplicação (ex: caching a nível de aplicação, programação assíncrona, *load balancing*, microserviços, *rate limiting*)?
4.  **Infraestrutura:** Que mudanças na infraestrutura (hardware/cloud) você consideraria para suportar o aumento de tráfego e garantir escalabilidade horizontal e vertical?
5.  **Monitoramento Contínuo:** Como você garantiria que o desempenho otimizado seja mantido a longo prazo? Quais métricas e alertas seriam cruciais para monitoramento contínuo?

Seu plano deve ser pragmático, com foco em resultados mensuráveis e na sustentabilidade da solução. Inclua uma estimativa de impacto esperado para cada otimização proposta (ex: redução percentual de latência, aumento de TPS)."