꩜ ТОП-5 паттернов для построения надежных распределенных систем

Отказоустойчивость начинается с правильной организации обмена данными. Разберем основные модели коммуникации, помогающие создавать надежные системы.

Этот материал взят из нашей еженедельной email-рассылки, посвященной бэкенду. Подпишитесь, чтобы быть в числе первых, кто получит дайджест.

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.

HTTP-запрос и ответ

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:

  1. Конструировать архитектуры, которые обеспечивают устойчивость и эффективность программных систем.
  2. Научиться применять модульные тесты и TDD.
  3. 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.

Общие данные

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.

Асинхронный запрос-ответ

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.

Коммуникация на основе событий

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.

ЛУЧШИЕ СТАТЬИ ПО ТЕМЕ

admin
30 июня 2018

Шаблоны проектирования в Python: для стильного кода

Многие шаблоны проектирования встроены в Python из коробки, а другие очень ...
Библиотека программиста
12 июля 2017

Что такое Docker, и как его использовать? Подробно рассказываем

Разберем по косточкам, ведь Docker – это мощный инструмент, и огромное коли...