꩜ ТОП-5 паттернов для построения надежных распределенных систем
Отказоустойчивость начинается с правильной организации обмена данными. Разберем основные модели коммуникации, помогающие создавать надежные системы.
Распределенные системы состоят из множества отдельных частей (или узлов), работающих вместе, но физически расположенных в разных местах. Эти части системы должны общаться друг с другом через сеть, чтобы система могла функционировать как единое целое. Хотя коммуникация критически важна, правильно ее организовать бывает непросто: разработчики иногда пытаются использовать один и тот же подход ко всем задачам коммуникации, что может быть неэффективно. Важно понимать, что существуют различные способы организации коммуникации, и выбор правильного метода зависит от конкретной задачи. Рассмотрим основные паттерны коммуникации, которые можно использованы для решения различных задач.
Запрос-ответ с HTTP
Этот синхронный паттерн коммуникации предполагает, что один сервис отправляет запрос другому сервису и ожидает ответа или ошибки, блокируя свою работу до получения результата. REST, наиболее популярный архитектурный стиль для этой модели коммуникации, использует методы протокола HTTP – GET, POST, PUT и DELETE.
Однако использование этого паттерна может привести к проблемам, если сервисы образуют цепочку взаимодействий: в таком случае сбой одного из сервисов может привести к отказу всей операции, а также к расточительному использованию ресурсов и каскадным сбоям.
Архитектуры и шаблоны проектирования
Курс «Архитектуры и шаблоны проектирования» от Futurio поможет вам освоить ключевые паттерны для построения надежных систем.
Этот курс поможет вам:
- Конструировать архитектуры, которые обеспечивают устойчивость и эффективность программных систем.
- Научиться применять модульные тесты и TDD.
- Изучить эффективные методы решения архитектурных задач, такие как:Расширяемая фабрика и стратегии разрешения зависимости.Принципы IoC.Архитектура приложения и типовые задачи.
Основы SOLID-принципов и паттернов проектирования.Простой рабочий алгоритм использования SOLID на практике.Как строить абстракции для улучшения сопровождаемости и гибкости ПО.
Общие данные
Этот паттерн часто остается незамеченным, поскольку разработчики не всегда воспринимают его как модель коммуникации. В рамках этого подхода один компонент записывает данные в определенное место, а другой компонент считывает и обрабатывает эти данные. Например, один сервис может загрузить файл в облачное объектное хранилище (например, в корзину Amazon S3), а другой сервис затем извлекает этот файл для дальнейших действий.
Главное преимущество этого паттерна – простота реализации и возможность обеспечения взаимодействия между устаревшими и современными системами без проблем совместимости. Однако он не подходит для сценариев, требующих низкой задержки.
Асинхронный запрос-ответ
В отличие от синхронного подхода, запрос-ответ может быть реализован асинхронно и без блокировки. В этом случае получающий сервис должен явно знать место назначения для отправки ответа. Для реализации этого паттерна идеально подходят очереди сообщений, которые позволяют буферизовать несколько запросов.
Основной сложностью здесь является корреляция между запросом и ответом, поскольку экземпляр сервиса, отправивший запрос, может отличаться от экземпляра, получающего ответ, и поэтому требуется способ отслеживания запросов.
Коммуникация на основе событий
В этом подходе сервисы не общаются напрямую друг с другом, а генерируют события, которые могут быть использованы другими сервисами. Это требует наличия места для отправки данных о событиях и механизма, позволяющего получающим сервисам обнаруживать эти события. Брокеры сообщений, такие как RabbitMQ, могут обрабатывать оба этих аспекта. Издатели используют API для отправки событий в брокер, который управляет подписками и уведомляет подписчиков при поступлении события.
Этот паттерн идеально подходит для создания слабосвязанных взаимодействий между сервисами. Однако брокер сообщений должен обеспечивать надежную доставку событий, их упорядочивание и согласованность. Кроме того, добавляется дополнительный компонент в систему.
Сталкивались ли вы с ситуациями, когда применение определенного паттерна коммуникации помогло решить сложную архитектурную проблему? Поделитесь своим опытом.