Erstellen von Entwurfsmustern für Microservices

Wenn Ihre Microservices beginnen, in Silos zu arbeiten: Eine intelligentere Art zu bauen

Es hat mehrere Monate gedauert, bis Sie diese riesige monolithische Anwendung endlich in Microservices zerlegt haben. Anfangs war alles in Ordnung – die Bereitstellung ging schneller, die Teams konnten unabhängig voneinander arbeiten und man hatte das Gefühl, auf dem neuesten Stand der Technik zu sein. Aber ich weiß nicht, ab welchem ​​Tag die Dinge schiefgingen.

Um zwei Uhr morgens werden Sie vom Wecker geweckt. Dienst A ist aufgrund einer kleinen Änderung in Dienst B ausgefallen. Die Untersuchung dauerte drei Stunden und stellte schließlich fest, dass es sich um eine vage Vereinbarung zwischen Diensten handelte. Letzte Woche hat das Team fünfmal ähnlichen Code in fünf verschiedenen Diensten für eine gemeinsame Benutzerauthentifizierungslogik geschrieben. Es gibt auch Datenkonsistenzprobleme, die gelegentlich wie Geisterbilder auftreten und schwer zu reproduzieren sind. Sie sehen sich die komplizierten Anruflinks auf dem Überwachungspanel an und erinnern sich plötzlich an die Worte eines alten Ingenieurs: „Bei Microservices geht es nicht nur darum, große Steine ​​in kleine Steine ​​zu zerschlagen. Man muss wissen, wie man aus diesen kleinen Steinen ein Haus baut.“

Kommt Ihnen das bekannt vor? Wir haben das System abgebaut und neues Chaos eingeleitet. Wie kommunizieren Dienste zuverlässig miteinander? Wie können Daten zwischen verschiedenen Diensten im richtigen Zustand gehalten werden? Wie kann verhindert werden, dass sich eine funktionale Änderung auf andere auswirkt? Diese Fragen möchte das „Microservice Design Pattern“ beantworten.

Entwurfsmuster: Keine Zeichnungen, sondern Toolboxen

Lassen Sie sich vom Wort „Muster“ nicht einschüchtern. Es handelt sich nicht um einen starren Satz von Zeichnungen, die Sie strikt befolgen. Stellen Sie es sich wie einen Werkzeugkasten vor. Wenn Sie auf „Diensterkennung“ stoßen – wie ein Dienst einen anderen Dienst findet – ist die Dienstregistrierung und -erkennung ein Werkzeug in der Toolbox. Wenn Sie Bedenken haben, dass ein Geschäftsvorgang, der mehrere Dienste umfasst, entweder erfolgreich sein oder zurückgesetzt werden muss, ist der „Saga-Modus“ Ihre Wahl. Es handelt sich um effektive und gängige Lösungen, die durch unzählige Stolperübungen verfeinert wurden.

Denken Sie zum Beispiel an den Prozess der „Bestellung“ im E-Commerce. Dabei geht es nicht nur um den Abzug von Lagerbeständen, sondern auch um die Auftragserstellung, Zahlungsinitialisierung, Logistikbenachrichtigung usw. Im monolithischen Zeitalter konnte eine Datenbanktransaktion alles erledigen. Aber in der Microservice-Welt sind Inventar, Bestellungen und Zahlungen unabhängig voneinander. Wie kann die Konsistenz des gesamten Vorgangs sichergestellt werden? Eine einfache Idee besteht darin, den Bestelldienst alle anderen Dienste synchron aufrufen zu lassen. Wenn jedoch ein Glied hängen bleibt, bleibt die gesamte Kette hängen und die Benutzererfahrung ist äußerst schlecht. Das Saga-Modell unterteilt diesen langen Prozess in eine Reihe kompensierbarer kleiner Schritte. Nachdem jeder Schritt abgeschlossen ist, wird ein Ereignis ausgelöst, um den nächsten Schritt auszulösen. Wenn ein Zwischenschritt fehlschlägt, wird der „Ausgleichsvorgang“ des vorherigen erfolgreichen Schritts (z. B. die Freigabe des abgezogenen Lagerbestands) automatisch ausgelöst, sodass das System in einen konsistenten Zustand zurückkehren kann. Es ist wie ein Dominospiel. Auch wenn ein Teil in der Mitte nicht stillsteht, haben wir eine Möglichkeit, den heruntergefallenen Teil wieder aufstehen zu lassen, anstatt die gesamte Sequenz zusammenbrechen zu lassen.

Warum geht es hier um die „Gesundheit“ des Projekts und nicht nur um die Funktionalität?

Die Auswahl und Verwendung dieser Modi bringt Vorteile mit sich, die weit über den bloßen Betrieb des Systems hinausgehen. Es wirkt sich direkt auf die tägliche Gesundheit des Teams und die langfristige Langlebigkeit des Projekts aus.

ist Beobachtbarkeit. Ein System, das ein klares Kommunikationsmodell (z. B. ereignisgesteuert) verwendet, ist natürlich einfacher zu überwachen. Ereignisse sind wie deutliche Fußabdrücke, die das System hinterlässt. Sie können leicht nachverfolgen, welche Dienste eine Geschäftsanfrage durchläuft und wo sie hängen bleibt. Es ist Resilienz. Muster wie „Leistungsschalter“ können Anrufe entscheidend „verschmelzen“, wenn nachgelagerte Dienste wiederholt ausfallen. Dadurch wird verhindert, dass sich Fehler wie eine Lawine nach oben ausbreiten, und das System erhält Zeit, sich selbst zu reparieren. Es ist die Fähigkeit, sich weiterzuentwickeln. Klare Modellkonventionen ermöglichen es neuen Mitgliedern, den Systemkontext schneller zu verstehen und machen zudem das Risiko des Austauschs und Upgrades einzelner Dienste beherrschbar. Ihre technischen Schulden werden sich nicht unsichtbar in Form verwirrender Kopplungen zwischen Diensten anhäufen.

Wie wählt man angesichts der vielen Modelle aus? Hier gibt es kein Allheilmittel, aber ein paar Anker, über die man nachdenken sollte:

• Passen Sie sich dem Geschäftstempo an: Ändert sich Ihr Unternehmen häufig? Die durch das ereignisgesteuerte Modell verursachte lose Kopplung eignet sich möglicherweise besser für sich schnell ändernde Szenarien.
• Überprüfen Sie die Teamstruktur: Ist das Team klein und voll funktionsfähig? Dies wirkt sich auf die Granularität aus, mit der Sie Servicegrenzen und Kommunikationsmuster abgrenzen.
• Seien Sie ehrlich, wenn es um Komplexität geht: Einige Muster, wie z. B. Saga, führen zu letztendlicher Konsistenz und sind komplexer zu verwalten als herkömmliche Transaktionen. Es löst das Problem verteilter Transaktionen, überträgt aber die Verantwortung der Zustandsverwaltung auf die Geschäftslogik. Man muss abwägen, ob es sich lohnt.

Vom Wissen zum Handeln: ein paar Schritte, um dem wahren Sinn der Bedienung näher zu kommen

Es ist eine Sache, ein Konzept zu verstehen, eine andere, es in die Praxis umzusetzen. Sie müssen nicht von Anfang an nach Perfektion streben. Sie können diesen Weg ausprobieren:

1. Beginnen Sie am schmerzhaftesten Punkt: Versuchen Sie nicht, alle Dienste auf einmal umzugestalten. Finden Sie die Schwachstellen bei der Interaktion, die Ihnen und Ihrem Team derzeit am meisten Kopfzerbrechen bereiten – vielleicht handelt es sich um eine fragile Synchronisierungsaufrufkette, vielleicht handelt es sich um eine verwirrende Datenzuordnung. Konzentrieren Sie sich darauf, das Problem mit einem Muster zu lösen (z. B. das Ersetzen synchroner Aufrufe durch asynchrone Nachrichten).
2. Simulation und Zeichnen: Zeichnen Sie auf dem Whiteboard oder Notizblock das aktuelle Service-Interaktionsdiagramm und zeichnen Sie dann das Interaktionsdiagramm, nachdem Sie das neue Modell angewendet haben. Diese Art des visuellen Vergleichs kann Ihnen und Ihrem Team dabei helfen, Änderungen zu verdeutlichen und häufig fehlende Randbedingungen zu finden.
3. Erstellen Sie das „Musterwörterbuch“ des Teams: Wenn sich ein Team für die Übernahme eines Musters wie „Ereignisgesteuert“ oder „API-Gateway“ entscheidet, stellen Sie sicher, dass alle ein gemeinsames Verständnis der Auswirkungen, Implementierungserwartungen und Verantwortungsbereiche haben. Ein einfaches internes Vereinbarungsdokument kann viele Kommunikationsmissverständnisse reduzieren.
4. Umfassen Sie die Iteration: Die erste Implementierung ist möglicherweise nicht perfekt. Möglicherweise haben Sie festgestellt, dass das ursprünglich ausgewählte Ereignisformat nicht flexibel genug war oder dass die Konfigurationsparameter des Leistungsschalters angepasst werden müssen. Das ist normal. Auch die Anwendung von Entwurfsmustern selbst ist ein kontinuierlicher Lern- und Abstimmungsprozess.

Die Reise von Microservices ist wie die Leitung eines Orchesters. Jeder Musiker (Dienst) ist hochqualifiziert, aber ohne einheitliche Partitur (architektonischer Entwurf) und klare Gesten des Dirigenten (Kommunikationsmodus) entsteht nur Lärm. Designmuster sind bewährte Methoden zum Schreiben zuverlässiger Musikpartituren. Es wird nicht automatisch alle Probleme lösen, aber es bietet einen verfeinerten Denkrahmen und Werkzeuge, die es Ihnen ermöglichen, inmitten verteilter Komplexität ein klares, robustes und einfach zu entwickelndes System aufzubauen.

kpowerWährend wir Kunden bei der Bewältigung dieser Herausforderungen begleiten, verfügen unsere Ingenieure über ein tiefes Verständnis für die Lücke zwischen Theorie und Praxis. Wir konzentrieren uns darauf, wie wir dafür sorgen können, dass diese Muster in echtem Code und realen Vorgängen anschaulich und zuverlässig funktionieren, nicht nur in Architekturdiagrammen. Denn letztendlich ist es nicht ein schönes Designdiagramm, das das System stabil laufen lässt, sondern jede durchdachte Codezeile und jede verifizierte Interaktionsentscheidung.

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.