Ereignisgesteuerte Architektur (EDA) ist ein beliebter Architekturansatz, der sich um die asynchrone Kommunikation zwischen lose gekoppelten Komponenten in einem System dreht. Durch die Entkopplung von Systemelementen fördert EDA die Skalierbarkeit und Reaktionsfähigkeit von Softwareanwendungen und bedient verschiedene Branchenbereiche.
In einem ereignisgesteuerten System senden und empfangen Komponenten Nachrichten als Reaktion auf Zustandsänderungen oder Ereignisse, wodurch die Notwendigkeit einer direkten Kommunikation zwischen ihnen verringert wird. Dadurch wird die Abhängigkeit von einer engen Kopplung verringert, die gemeinsame Nutzung von Ressourcen reduziert und eine bessere Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Geschäftsanforderungen ermöglicht. Dieser Leitfaden untersucht die Grundlagen der ereignisgesteuerten Architektur, die Vorteile ihrer Einführung und wie sie eine verbesserte Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit in Softwaresystemen bietet.
Die Grundlagen der ereignisgesteuerten Architektur
Die ereignisgesteuerte Architektur besteht aus drei Hauptbausteinen: Ereignisse, Ereignisproduzenten und Ereigniskonsumenten.
- Ereignisse : Ereignisse sind Nachrichten oder Datenpakete, die eine bestimmte Zustandsänderung oder Aktion innerhalb einer Komponente kapseln. Ein Ereignis enthält in der Regel Metadaten zur Identifizierung der Quelle, des Zeitstempels und der Art des Ereignisses sowie relevante Informationen zum Ereignis, z. B. einen Kundenkauf oder die Aktualisierung eines Datensatzes.
- Ereignisproduzenten : Ereignisproduzenten sind für die Aussendung von Ereignissen verantwortlich. Wenn eine Zustandsänderung auftritt oder eine Aktion initiiert wird, bündelt ein Ereignisproduzent Ereignisdaten und sendet sie an einen Ereignisbroker (oder Nachrichtenbus) zur Verteilung an interessierte Ereigniskonsumenten.
- Ereigniskonsumenten : Ereigniskonsumenten warten auf eingehende Ereignisse und reagieren entsprechend. Verbraucher können als Reaktion auf Ereignisse verschiedene Aktionen ausführen, z. B. Daten aktualisieren, neue Prozesse auslösen oder Remote-Dienste aufrufen.
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Der Ereignisfluss zwischen diesen Bausteinen bildet den Kern der EDA. Um die ereignisgesteuerte Architektur besser zu verstehen, betrachten wir ein Beispiel: Stellen Sie sich ein einfaches E-Commerce- System mit Katalog-, Bestell- und Benachrichtigungskomponenten vor. In einer traditionellen, eng gekoppelten Architektur würde die Bestellkomponente direkt mit den Katalog- und Benachrichtigungskomponenten kommunizieren, um eine Bestellung zu verarbeiten. Dennoch würde in einem EDA-basierten E-Commerce-System die Bestellkomponente stattdessen ein „OrderCreated“-Ereignis ausgeben. Die Katalog- und Benachrichtigungskomponenten würden diese Ereignisse abonnieren und bei Empfang unabhängig agieren. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer direkten Interaktion und die Kopplung zwischen Komponenten wird reduziert, was eine einfachere Änderung und Skalierung ermöglicht.
Vorteile der Einführung einer ereignisgesteuerten Architektur
Die Einführung einer ereignisgesteuerten Architektur in Ihren Softwaresystemen bietet mehrere Vorteile:
- Erhöhte Skalierbarkeit : Durch die Entkopplung von Komponenten ermöglicht EDA die unabhängige Skalierung von Systemelementen nach Bedarf. Wenn Ihr E-Commerce-System beispielsweise einen plötzlichen Anstieg der Bestellungen verzeichnet, können Sie die Bestellverarbeitungskomponente problemlos skalieren, ohne den Katalog oder die Benachrichtigungsdienste zu beeinträchtigen.
- Verbesserte Systemstabilität : EDA fördert die Fehlertoleranz, indem es direkte Abhängigkeiten zwischen Komponenten reduziert. Wenn eine Komponente ausfällt, können die verbleibenden Komponenten weiterhin Ereignisse verarbeiten, sodass das System mit minimaler Unterbrechung funktioniert. Darüber hinaus stellen Nachrichtenbroker sicher, dass Ereignisse bei Fehlerszenarien nicht verloren gehen und das System ordnungsgemäß wiederhergestellt werden kann.
- Verbesserte Reaktionsfähigkeit und Echtzeitfähigkeiten : Ereignisgesteuerte Systeme ermöglichen es Komponenten, sofort auf Zustandsänderungen zu reagieren, was die Datenverarbeitung und Kommunikation im gesamten System in Echtzeit erleichtert. Diese Reaktionsfähigkeit kann die Zeit zwischen einzelnen Aktionen und die Verarbeitungslatenz in einem verteilten System erheblich reduzieren.
- Asynchrone Kommunikation : EDA ermöglicht die asynchrone Kommunikation zwischen Komponenten, sodass diese arbeiten können, ohne auf eine Antwort von anderen Komponenten warten zu müssen. Dies fördert die Parallelverarbeitung und verbessert die Effizienz des Systems.
- Flexibilität und Anpassungsfähigkeit : Die ereignisgesteuerte Architektur fördert einen modularen Ansatz beim Systemdesign und erleichtert die Änderung bestimmter Komponenten, ohne dass sich dies auf das gesamte System auswirkt. Dies fördert die Anpassungsfähigkeit und schnelle Reaktion auf sich ändernde Geschäftsanforderungen und reduziert so die Entwicklungszeit und den Entwicklungsaufwand.
Gängige ereignisgesteuerte Architekturmuster
In ereignisgesteuerten Architekturen kommunizieren Systemkomponenten über Ereignisse, die eine Änderung ihres Zustands darstellen. Zur Strukturierung dieser Kommunikation und zur effektiven Verwaltung von Ereignisabläufen können verschiedene Muster eingesetzt werden. Hier sind fünf wichtige ereignisgesteuerte Architekturmuster:
Event-Sourcing
Event Sourcing ist ein Muster, das die Dokumentation aller Systemstatusänderungen als eine Reihe geordneter Ereignisse beinhaltet. Anstatt lediglich den Zustand einer Datenentität zu aktualisieren, zeichnet das System die Änderungen als Ereignisse auf und ermöglicht so die Rekonstruktion des Zustands der Entität zu jedem beliebigen Zeitpunkt. Dies stellt die Konsistenz und Nachvollziehbarkeit von Zustandsänderungen sicher und bietet mehrere Vorteile, wie z. B. verbesserte Prüfbarkeit, verbesserte Diagnosefunktionen und Integration mit anderen Systemen.
Verkettung
Im Chaining-Muster lösen von einer Komponente ausgegebene Ereignisse eine Kette von Ereignissen in einer oder mehreren Komponenten aus, die schließlich zur gewünschten Zustandsänderung oder Aktion führen. Dieses Muster ermöglicht die Erstellung komplexer Arbeitsabläufe, ohne die beteiligten Komponenten eng zu koppeln. Die Verkettung kann über direkte ereignisgesteuerte Kommunikation oder über Middleware wie Nachrichtenwarteschlangen und Servicebusse implementiert werden.
Aggregator
Das Aggregatormuster umfasst eine Komponente, die mehrere Ereignisse aus verschiedenen Quellen konsumiert, verarbeitet und ein einzelnes Ereignis generiert, das die Aggregation der ursprünglichen Ereignisse darstellt. Dieses Muster kann nützlich sein, wenn Sie Ereignisrauschen reduzieren, Zusammenfassungen erstellen oder Informationen aus verschiedenen Systemkomponenten konsolidieren, bevor Sie die aggregierten Daten an andere Systemteile übertragen.
Veröffentlichen-Abonnieren
Beim Publish-Subscribe-Muster senden Komponenten im System Ereignisse an einen zentralen Nachrichtenbroker oder Ereignisbus, ohne zu wissen, wer die Abonnenten sind. Dadurch werden Ereignisproduzenten von Ereigniskonsumenten entkoppelt und sichergestellt, dass Änderungen am Ereignisproduzenten nicht unbedingt Auswirkungen auf die Abonnenten haben. Abonnenten können sich auch dynamisch registrieren und abmelden, ohne dass dies Auswirkungen auf andere Systemkomponenten hat.
Verantwortungstrennung für Befehlsabfragen (CQRS)
CQRS ist ein Muster, bei dem das System Lese- und Schreibvorgänge in verschiedene Komponenten unterteilt. Die Schreibseite gibt Ereignisse aus, um Zustandsänderungen darzustellen, während die Leseseite auf diese Ereignisse lauscht, um Ansichtsmodelle abzufragen und zu erstellen. Diese Trennung ermöglicht es jeder Seite, unabhängig zu skalieren und die Ressourcennutzung basierend auf unterschiedlichen Leistungsanforderungen zu optimieren.
Beispiele aus der Praxis für ereignisgesteuerte Systeme
Viele Organisationen haben erfolgreich ereignisgesteuerte Architekturen in ihre Systeme eingeführt, um die Vorteile der Skalierbarkeit, Belastbarkeit und Flexibilität zu nutzen. Hier sind einige bemerkenswerte Beispiele:
Netflix
Als bekannter Streaming-Dienstleister hat Netflix seine gesamte Infrastruktur auf einer ereignisgesteuerten Architektur aufgebaut. Dieser Ansatz ermöglicht es dem Unternehmen, Millionen gleichzeitiger Streams zu verwalten und sicherzustellen, dass seine Kunden das bestmögliche Erlebnis erhalten. Die Komponenten der Netflix-Plattform nutzen für die Kommunikation die asynchrone Verarbeitung und das Publish-Subscribe-Muster, was eine enorme Skalierung und hohe Verfügbarkeit ermöglicht.
Uber
Ein weiteres Beispiel ist Uber, eine Ride-Hailing-Plattform, die für mehrere Aspekte ihres Betriebs auf eine ereignisgesteuerte Architektur setzt. Durch die Verwendung von Ereignissen zur Darstellung von Geolokalisierungsänderungen, Fahrtaktualisierungen und anderen wichtigen Informationen kann Uber die aktuellen Standorte von Millionen von Fahrern weltweit genau verfolgen und verwalten. Dadurch kann Uber hochgradig skalierbare und Echtzeitfunktionen erreichen, die für sein Geschäftsmodell von entscheidender Bedeutung sind.
LinkedIn, die professionelle Social- Networking- Plattform, nutzt eine ereignisgesteuerte Architektur, um die zahlreichen Interaktionen zwischen Benutzern und dem System zu verwalten. Die Datenverarbeitungspipeline der Plattform basiert auf einem verteilten Nachrichtensystem, das Ereignisse zur Darstellung von Benutzeraktivitäten verwendet, wie z. B. Profilaktualisierungen, Verbindungsanfragen und Plattformanalysen. Diese Designwahl ermöglicht es LinkedIn, Millionen von Ereignissen pro Sekunde zu verarbeiten und so seinen Benutzern weltweit ein reaktionsfähiges Erlebnis zu gewährleisten.
Verwendung von AppMaster.io zur Implementierung einer ereignisgesteuerten Architektur
Die Implementierung einer ereignisgesteuerten Architektur kann mit den richtigen Tools und Plattformen wie AppMaster.io vereinfacht werden. Als leistungsstarke No-Code- Plattform zum Erstellen von Backend-, Web- und mobilen Anwendungen bietet AppMaster.io eine breite Palette von Funktionen, um ereignisgesteuerte Kommunikation zu erleichtern. Mit AppMaster.io können Sie Datenmodelle visuell erstellen, Geschäftslogik mit einem visuellen Business Process Designer entwerfen und REST-APIs und WSS- endpoints für Ihre Systemkomponenten definieren.
Mithilfe dieser Plattform können Sie eine ereignisgesteuerte Kommunikationsschicht erstellen, die es Ihren Komponenten ermöglicht, mühelos asynchron zu interagieren, beispielsweise über das Publish-Subscribe-Muster. Darüber hinaus generiert AppMaster.io Go-Code (Golang) für Backend-Anwendungen, das Vue3- Framework für Webanwendungen sowie Kotlin und Jetpack Compose oder SwiftUI für mobile Anwendungen. Diese generierten Anwendungen sind hoch skalierbar und erfüllen die Leistungsanforderungen ereignisgesteuerter Systeme.
Darüber hinaus unterstützt die Plattform die Integration mit jeder Postgresql-kompatiblen Datenbank als Primärdatenbank, was eine einfache Datenverwaltung ermöglicht und die Datenkonsistenz in Ihrem ereignisgesteuerten System gewährleistet. Um eine ereignisgesteuerte Architektur auf AppMaster.io zu implementieren, erstellen Sie ein kostenloses Konto .
Best Practices für die Entwicklung ereignisgesteuerter Systeme
Die Entwicklung ereignisgesteuerter Systeme erfordert eine sorgfältige Planung und Gestaltung, um die Wirksamkeit des Systems sicherzustellen. Die folgenden Best Practices können Ihnen beim Aufbau effizienter und leistungsstarker ereignisgesteuerter Architekturen helfen.
Legen Sie klare Ereignisdefinitionen und -strukturen fest
Entwerfen Sie Ereignisse mit einfachen Definitionen und genau definierten Strukturen, einschließlich einer eindeutigen Kennung, eines Typs, eines Zeitstempels und einer Nutzlast. Klare Ereignisdefinitionen verbessern die Lesbarkeit, Wartbarkeit und die einfache Integration zwischen Komponenten. Stellen Sie sicher, dass Veranstaltungsnamen beschreibend und prägnant sind und den Zweck der Veranstaltung genau wiedergeben.
Entwerfen Sie Ereignisse für Erweiterbarkeit
Da sich Ihr System weiterentwickelt, können neue Anforderungen zusätzliche Informationen in den Ereignissen erforderlich machen. Um diesen Änderungen gerecht zu werden, sollten Sie Ereignisse unter Berücksichtigung der Erweiterbarkeit entwerfen. Dazu gehört die Befolgung von Schema-Designprinzipien wie die Verwendung optionaler Felder und die Unterstützung der Vorwärts- und Abwärtskompatibilität.
Nutzen Sie die Versionierung von Ereignissen
Die Versionierung trägt dazu bei, die Abwärtskompatibilität aufrechtzuerhalten, wenn Sie Änderungen am Ereignisschema vornehmen. Durch die Identifizierung verschiedener Versionen von Ereignissen können Verbraucher Aktualisierungen von Ereignisstrukturen durchführen, ohne die vorhandene Funktionalität zu beeinträchtigen.
Wenden Sie die Ereignisanreicherung an
Bei der Ereignisanreicherung handelt es sich um das Hinzufügen relevanter Kontextdaten zu einem Ereignis vor der Veröffentlichung. Diese zusätzlichen Daten erhöhen den Wert der Veranstaltung und ermöglichen es den Abonnenten, fundiertere Entscheidungen zu treffen und die Systemkopplung zu reduzieren. Stellen Sie sicher, dass die Ereignisanreicherung keine unnötigen Abhängigkeiten mit sich bringt oder gegen Datenkonsistenz- und -integritätsregeln verstößt.
Überwachen und verwalten Sie Ereignisflüsse
Verfolgen Sie den Ereignisfluss durch Ihr System, um Einblick in den Zustand und die Leistung Ihrer ereignisgesteuerten Architektur zu erhalten. Überwachungstools können dabei helfen, Probleme wie Nachrichtenverlust oder -verzögerung, hohe Latenzen und fehlgeschlagene Ereignisverarbeitung zu identifizieren. Die Implementierung einer Protokollierungsstrategie für einzelne Komponenten und das gesamte System ist für das Debuggen, Prüfen und Optimieren ereignisgesteuerter Systeme von entscheidender Bedeutung.
Stellen Sie Datenkonsistenz und -integrität sicher
Eine der Herausforderungen bei ereignisgesteuerten Architekturen ist die Aufrechterhaltung der Datenkonsistenz und -integrität über alle Komponenten hinweg. Implementieren Sie Strategien zur Bewältigung der letztendlichen Konsistenz und berücksichtigen Sie dabei die spezifischen Anforderungen Ihrer Domäne. Techniken wie Event-Sourcing, kompensierende Transaktionen und idempotente Nachrichtenverarbeitung können dabei helfen, Probleme bei der Datensynchronisierung und -integrität in verteilten Systemen zu lösen.
Herausforderungen und Fallstricke bei ereignisgesteuerten Architekturen
Während ereignisgesteuerte Architekturen viele Vorteile bieten, bringen sie eine Reihe inhärenter Herausforderungen und potenzieller Fallstricke mit sich:
Erhöhte Komplexität
Ereignisgesteuerte Systeme können aufgrund ihrer verteilten Natur, asynchronen Kommunikationsmuster und zusätzlicher Infrastrukturanforderungen komplexer sein als herkömmliche monolithische Anwendungen. Um diese Komplexität effektiv zu bewältigen, sind eine sorgfältige Planung und eine genaue Beachtung des Systemdesigns und der Best Practices unerlässlich.
Sicherstellung der Datenkonsistenz und -integrität
Die Aufrechterhaltung der Datenkonsistenz und -integrität ist eine große Herausforderung in ereignisgesteuerten Architekturen. Die letztendliche Konsistenz, die durch die asynchrone Natur dieser Systeme entsteht, erfordert umfassende Strategien zur Bewältigung der Konsistenzanforderungen in einer verteilten Umgebung.
Abwicklung der Veranstaltungsbestellung
Die Aufrechterhaltung der Ordnung bei Veranstaltungen ist in vielen Geschäftskontexten von entscheidender Bedeutung. Strategien wie Sequenznummerierung und bestellungsbewusste Verlage und Verbraucher können dabei helfen, die Bestellung aufrechtzuerhalten, können jedoch die Komplexität Ihres ereignisgesteuerten Systems erhöhen.
Verwalten und Überwachen von Ereignisflüssen
Die Überwachung und Verwaltung von Ereignisflüssen in einem verteilten und asynchronen System kann anspruchsvoll sein. Implementieren Sie Überwachungs- und Verwaltungstools, um Einblick in die Systemleistung und den Systemzustand zu erhalten, Engpässe zu identifizieren und Ihre ereignisgesteuerte Architektur zu optimieren.
Behebung von Latenz- und Leistungsproblemen
Ereignisgesteuerte Architekturen können aufgrund des Overheads der Ereignisbereitstellungs- und -verarbeitungsmechanismen zu Latenzen führen. Optimieren Sie die Ereignisverarbeitung mithilfe von Techniken wie Stapelverarbeitung, Caching und paralleler Verarbeitung und wählen Sie Ihre Ereignis-Messaging-Infrastruktur sorgfältig unter Berücksichtigung der Leistungsanforderungen aus.
Abschluss
Ereignisgesteuerte Architektur ist ein effektiver Ansatz zum Aufbau skalierbarer, reaktionsfähiger und belastbarer Systeme. Indem Sie Best Practices befolgen und Herausforderungen frühzeitig angehen, können Sie die Leistungsfähigkeit ereignisgesteuerter Architekturen nutzen, um die Fähigkeiten Ihres Systems zu verbessern und die Reaktionsfähigkeit zu verbessern.
AppMaster.io ist eine hervorragende Plattform für die Implementierung ereignisgesteuerter Architekturen, da es eine visuelle Schnittstelle zum Entwerfen von Datenmodellen, Geschäftslogik und APIs bietet. Mit AppMaster.io können Sie schnell ereignisgesteuerte Systeme entwickeln, die Ihren spezifischen Anforderungen entsprechen, ohne sich über die Komplexität traditioneller Entwicklungsprozesse Gedanken machen zu müssen. Nutzen Sie ereignisgesteuerte Architekturen optimal, um mit AppMaster.io leistungsstarke, skalierbare und zukunftsfähige Anwendungen zu erstellen.
