マイクロサービス .net コアに Rabbitmq を実装する

サーボ モーターがマイクロサービスに接続する場合: RabbitMQ を使用して .NET Core システムを「稼働」させます。

洗練された機械システム (ロボット アームを制御するサーボ モーター、または多軸の動作を調整するサーボ ネットワークなど) を設計していると想像してください。すべてが完璧に計算されており、すべての部分が計画どおりに機能しました。ある日まで、あるモーターのフィードバックが 0.1 秒遅れて、組み立てライン全体が突然歯車が動かなくなったように見え、その後のすべての動作が混乱しました。データは異なるモジュール間でブロックされ、指示は狭い路地で渋滞する交通のようなもので、どんどん速くなっていきます。

これは機械システムだけのジレンマではありません。ソフトウェアの世界では、大規模なアプリケーションを複数の独立した小さなサービス、つまりマイクロサービスに分割すると、同様の問題が毎日発生します。サービスは相互に通信し、データを転送し、ステータスを同期する必要があります。こうした「会話」が混乱したり、道に迷ったり、渋滞に巻き込まれたりするのを防ぐにはどうすればよいでしょうか?多くの人は、特に .NET Core 環境で RabbitMQ を選択します。しかし、選択した後、実際にスムーズに動作させるにはどうすればよいでしょうか?

なぜ RabbitMQ なのか?まるでスマートな郵便局のようです

各マイクロサービスは独立したワークショップとして考えることができます。ワークショップ A が部品を製造した後、ワークショップ B に処理を通知する必要があります。最も単純かつ粗雑な方法は、ワークショップ A が用事をする人を派遣して、ワークショップ B のドアに向かって大声で叫ぶことです。しかし、ワークショップ B が混雑していたり​​、一時的に閉鎖されている場合、メッセージは失われます。さらに悪いことに、通知すべきワークショップが 100 件ある場合、使い走りは疲労で麻痺してしまいます。

RabbitMQ が行うことは、この混乱を解消することです。サービス間に直接電話回線を設けるのではなく、中間に「スマート郵便局」を設置する。ワークショップ A は、メッセージ (「部品の準備ができました」など) を郵便局に送信するだけでよく、その後はワークショップ B をまったく待たずに作業を続行できます。ワークショップ B が空いているとき、彼は郵便局から自分の手紙を受け取ります。ワークショップBが一時的に中止された場合でも、手紙は取りに戻るまで郵便局で安全に保管されます。

これを .NET Core で実装することは、サーボ制御システムにバッファーとルーティング ハブを追加することに似ています。特定のサービス (注文処理など) が瞬時に大量のリクエストを受信した場合、それを単独で処理する必要はありません。代わりに、タスク メッセージをキューにスローし、バックグラウンド インベントリ サービスが独自の機能に従ってゆっくりとメッセージを消化できるようにします。 1 つのリンクの短いピークによってシステムが完全に崩壊することはなくなりました。

具体的にはどうすればいいのでしょうか？システムをスムーズに呼吸させるためのいくつかの手順

RabbitMQ の「ポストオフィス」を設定する必要があります。通常、サーバーまたはコンテナー内で独立して実行されます。次に、.NET Core プロジェクトに、NuGet 経由で RabbitMQ.Client などのクライアント ライブラリをインストールします。中央郵便局との付き合い方を知っている専門家が各店舗にいるようなものです。

重要な手順は実際には非常に明確です。 1 つは、接続を定義し、サービスにポストオフィスの場所を伝えることです。 2つ目は、専用のメールラインを開設するなどのチャネルの構築です。 3 つ目は、キューを宣言し、メッセージ メールボックスに名前 (motor_command_queue など) を付けることです。その後、プロデューサー サービスは BasicPublish を使用してメッセージを送信し、コンシューマー サービスは BasicConsume を使用してメッセージを受信して​​処理します。

しかし、それは単なる骨格です。システムを真にエレガントにするのは、細部への配慮です。たとえば、メッセージをどのようにフォーマットするか? JSON または Protobuf を使用しますか?メッセージ処理の失敗にどう対処するか?メールを元のキューに戻すか、それともその後の調査のために特別な「デッドレターキュー」に転送する必要がありますか?メッセージの順序を確認するにはどうすればよいですか?これらの選択に対する絶対的な答えはありません。サーボ フィードバック カーブのデバッグと同様に、実際のシナリオに応じて微調整する必要があります。

それは何をもたらしますか？ラグがないだけではなく

RabbitMQ を .NET Core マイクロサービスに統合すると、その変化は実際のものになります。システムの復元力が向上します。サービスが一時的に失敗した場合、メッセージは消えることはなく、キュー内で回復を待機します。拡張機能も簡単に作成できます。メッセージを処理する「B ワークショップ」が混雑している場合は、同じサービスの 2 番目と 3 番目のインスタンスを簡単に起動して、キューからタスクをまとめて受け取ることができ、自然に負荷が分散されます。

さらに重要なのは、サービス間の結合が緩和されることです。お互いの特定のアドレスや健康状態を知る必要はなくなり、中央のキューを識別するだけで済みます。これにより、生産ライン全体を停止することなく、サーボ モーターの制御ファームウェアを個別にアップグレードできるのと同じように、各サービスを個別に開発、展開、アップグレードすることが可能になります。

もちろん、魔法でもありません。 RabbitMQ サーバー自体の高可用性を管理し、ネットワーク遅延を考慮し、メッセージ バックログを防ぐためにキューの深さを監視する必要があります。しかし、これらの問題に対処するための成熟したモデルとツールがあります。

よくある落とし穴を回避する

初めて試したときは、メッセージが送信されたように感じるかもしれませんが、なぜ受信できなかったのでしょうか?確認すると、キュー名が一致しないか、メッセージが永続化されず、サーバーを再起動すると失われることがよくあります。または、コンシューマがメッセージの処理後に確認応答 (ACK) を忘れるため、メッセージが繰り返し配信されます。

また、すべてのメッセージを同じキューに入れないでください。送信部門と制御部門への指示を 1 つのメールボックスに混在させないのと同じです。メッセージのタイプと緊急度に応じて、システムのコンテキストをより明確にするために、さまざまなキューとルーティング ルールが設計されています。

感情

技術ツールの価値は、最終的には、システムを私たちが望むもの、つまり信頼性、柔軟性、操作のしやすさにどのように近づけるかに反映されます。 RabbitMQ をマイクロサービス アーキテクチャに導入することは、複雑な機械システムに高度なバッファリングとフィードバック メカニズムを追加することに似ています。主役ではなく、主人公たちの連携をスムーズに行うための重要な脇役です。

適切に実装すると、これらの技術的な詳細は徐々に背景に消えていき、スムーズなビジネス プロセスだけが残されます。サービス間の通信について心配する必要がなくなり、ビジネス ロジック自体にもっと集中できるようになったら、このメカニズムを適切に設計する時期が来たと考えられます。適切に調整されたモーション コントロール システムと同様に、複雑な PID が常に動作しているように感じることはありません。ロボット アームが正確な円弧を滑らかに描いていることだけがわかります。

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