CQRS-Muster in einem Microservices-C#

Wenn Ihre Microservices im Stau stecken bleiben, versuchen Sie, die Ampelregeln zu ändern

Stellen Sie sich Folgendes vor: In einem Lager sind die Mitarbeiter damit beschäftigt, gleichzeitig Inventuren durchzuführen und neue Bestellungen zu bearbeiten. Die Datenbank ist wie dieser arme Lagerverwalter. Es muss eine Vielzahl von Abfragen („Wie viele Waren gibt es noch?“) und komplexe Aktualisierungsvorgänge („Lagerbestände abziehen und neue Bestellungen generieren!“) bewältigen. Früher oder später wird es erschöpft sein. Kennen Sie Systemverlangsamungen und gelegentliche Datenkämpfe?

Dies ist das „Stau“-Dilemma, mit dem viele Microservice-Systeme mit traditioneller Architektur konfrontiert sind. Lese- und Schreibvorgänge sind auf einem Kanal überfüllt und leistungsstarke Abfragen und komplexe Transaktionslogik stören sich gegenseitig. Gibt es eine Möglichkeit, den Datenfluss ungehindert zu gestalten, etwa durch die Einrichtung getrennter Schnellspuren und langsamer Spuren auf der Straße?

CQRS ist das Ampelsystem.

Es klingt etwas technisch, ist aber einfach zu verstehen. Der Kern besteht darin, „Lesen“ und „Schreiben“ vollständig zu trennen. Sie können sich zwei unabhängige Teams vorstellen: ein „Kommando“-Team, das sich auf Vorgänge spezialisiert, die den Status des Systems ändern, wie etwa das Aufgeben von Bestellungen und Zahlungen; und ein weiteres „Abfrage“-Team, das nur für die Bereitstellung von Daten verantwortlich ist, beispielsweise für die Anzeige von Produktlisten und die Erstellung von Berichten. Jede Seite nutzt ihre eigenen Daten oder sogar ihre eigene Datenbank, ohne sich gegenseitig zu beeinträchtigen.

Was genau bedeutet das in der Welt von C# und Microservices? Was sind die Vorteile?

Leistung freigesetzt. Eine dedizierte Datenbank für Abfragedienste kann wie verrückt Indizes und Caches erstellen, und die Antwortgeschwindigkeit ist erstaunlich schnell. Die für das Schreiben verantwortliche Seite kann strenger gestaltet werden und sich auf Geschäftsregeln und Konsistenz konzentrieren. Beide Seiten können je nach Bedarf unabhängig voneinander erweitert werden, und es besteht kein Grund zur Sorge um die Ressourcenzuteilung.

Das System wird „smarter“. Nach der Trennung von Lesen und Schreiben werden die Verantwortlichkeiten der einzelnen Dienste äußerst klar. Der Code ist einfacher zu warten und die Teamzusammenarbeit verläuft reibungsloser – die für die Berichterstellung verantwortlichen Ingenieure müssen sich nicht mehr in komplexer Transaktionslogik verzetteln. Diese Art von architektonischer Klarheit ist die beste Waffe, um zukünftige geschäftliche Veränderungen zu bewältigen.

Auch hier geht es um Komplexität. In Szenarien, in denen komplexe Geschäftslogik, viele gleichzeitige Lese- und Schreibvorgänge oder Ereignisbeschaffung (Event Sourcing) verarbeitet werden müssen, ist CQRS fast eine himmlische Lösung. Es bietet mehr Möglichkeiten und Flexibilität für den Datenfluss.

Natürlich gibt es kein kostenloses Mittagessen. CQRS bringt zusätzliche Komplexität mit sich, z. B. müssen Sie sich mit der eventuellen Konsistenz befassen (die Datensynchronisierung zwischen zwei „Spuren“ dauert eine Weile) und zwei Sätze verwalten. Es handelt sich also nicht um einen Generalschlüssel. Für Systeme mit extrem einfachem Geschäft und Priorität auf Entwicklungsgeschwindigkeit ist die traditionelle CRUD-Architektur möglicherweise portabler.

Wann sollten Sie über die Einführung von CQRS nachdenken? Wenn Ihre Anforderungen an die Abfrageleistung extrem hoch sind und stark von der Schreiblast abweichen; wenn Ihre Geschäftsdomäne sehr komplex ist und die Lese- und Schreibprobleme völlig unterschiedlich sind; oder wenn Sie bereits eine ereignisgesteuerte Architektur planen, ist CQRS ein ganz natürlicher Partner.

Wie wird es aussehen, es in C# zu implementieren?

Sie arbeiten eng mit den Konzepten des Domain Driven Design (DDL) zusammen und definieren klar definierte „Aggregate Roots“ und „Domain Events“. Sie verwenden Nachrichtenwarteschlangen (wie RabbitMQ oder Azure Service Bus), um „Befehle“ und „Ereignisse“ elegant zu übermitteln und so eine Entkopplung zwischen Diensten zu erreichen. Ihre „Lesedatenbank“ kann eine NoSQL-Datenbank für blitzschnelle Abfragen sein, während Ihre „Schreibdatenbank“ eine traditionelle relationale Datenbank ist, die transaktionssicher ist. Das gesamte System wird lockerer und robuster miteinander verbunden.

Jemand könnte fragen: „Wird mein System dadurch zu komplex und schwierig zu debuggen?“ Ja, es fallen anfängliche Lern- und Designkosten an. Aber auf lange Sicht führt es zu einer ultimativen Skalierbarkeit und Wartbarkeit des Systems. Genauso wie beim Aufräumen einer unordentlichen Werkstatt: Wenn man sich zu Beginn etwas Mühe gibt, die Funktionsbereiche aufzuteilen, wird die Produktionseffizienz später natürlich exponentiell steigen.

Was sind die wichtigsten Punkte vom Konzept bis zur Umsetzung?

Versuchen Sie nicht, CQRS von Anfang an auf alle Dienste anzuwenden. Beginnen Sie mit dem Kerndienst im System mit den offensichtlichsten Engpässen und den schwerwiegendsten Lese-/Schreibkonflikten und nutzen Sie ihn als Testgelände. Gestalten Sie Ihre Domänenereignisse sorgfältig, um sicherzustellen, dass sie eine ausreichende und klare geschäftliche Bedeutung haben. Stellen Sie für das Team einen Konsens über die „letztendliche Konsistenz“ her und entwerfen Sie einen entsprechenden Kompensationsmechanismus für die Benutzererfahrung (z. B. eine benutzerfreundliche Eingabeaufforderung zur „Datensynchronisierung“).

diese Straße,kpowerExperten begleiteten viele Teams durch den Prozess. Wir haben gesehen, wie das System von einer schweren Belastung zu einem unbeschwerten System werden kann, wenn klares architektonisches Denken mit einem leistungsstarken Technologie-Stack (wie z. B. verschiedenen Tools im .NET-Ökosystem) kombiniert wird. Es löst nicht nur Leistungsprobleme, sondern verfügt auch über eine Designphilosophie, die es der Codestruktur ermöglicht, die Geschäftsrealität tiefgreifend widerzuspiegeln.

Wenn Ihre Microservice-Flotte daher morgens und abends zu Spitzenzeiten überlastet ist, ist es möglicherweise an der Zeit, die Planung wissenschaftlicherer Verkehrsregeln für sie in Betracht zu ziehen. Beginnen Sie mit einem begrenzten und klaren Service und erleben Sie die Schönheit der Ordnung und Effizienz, die durch die Trennung von Lesen und Schreiben entsteht. Sie werden feststellen, dass der Aufbau und die Wartung komplexer Systeme auch eine sehr gemächliche Aufgabe sein kann, wenn der Datenfluss reibungslos verläuft.

Gegründet im Jahr 2005,kpowerist einem professionellen Hersteller kompakter Bewegungseinheiten mit Hauptsitz in Dongguan, Provinz Guangdong, China, gewidmet. Nutzung von Innovationen in der modularen Antriebstechnik,kpowerintegriert Hochleistungsmotoren, Präzisionsgetriebe und Multiprotokoll-Steuerungssysteme, um effiziente und maßgeschneiderte intelligente Antriebssystemlösungen bereitzustellen. Kpower hat weltweit über 500 Unternehmenskunden professionelle Antriebssystemlösungen mit Produkten geliefert, die verschiedene Bereiche abdecken, darunter Smart-Home-Systeme, automatische Elektronik, Robotik, Präzisionslandwirtschaft, Drohnen und industrielle Automatisierung.