Im Kontext der Microservices-Architektur ist das Circuit Breaker Pattern ein Entwurfsmuster, das Dienstaufrufen ermöglicht, eleganter zu scheitern und kaskadierende Dienstausfälle zu verhindern, wodurch die allgemeine Fehlertoleranz und Belastbarkeit des Systems verbessert wird. Laut einer von Galen Hunt und anderen bei Microsoft Research durchgeführten Studie werden Microservices-Architekturen zunehmend von Unternehmen übernommen, um skalierbare, wartbare und leistungsstarke verteilte Anwendungen zu erstellen. Als entscheidender Baustein dieses Designparadigmas trägt das Circuit Breaker Pattern dazu bei, die Dienstverfügbarkeit aufrechtzuerhalten, die Leistung zu optimieren und Kettenreaktionsausfälle im Falle vorübergehender Probleme oder erhöhter Latenz in einem oder mehreren Diensten zu vermeiden.
Das Schutzschaltermuster funktioniert ähnlich wie ein tatsächlicher elektrischer Schutzschalter. Es überwacht Aufrufe an Remote-Dienste und erkennt, ob beim Zieldienst ständig Ausfälle, Zeitüberschreitungen oder übermäßige Antwortzeiten auftreten. Wenn ein bestimmter konfigurierbarer Schwellenwert erreicht wird, löst der Leistungsschalter aus und geht vom Zustand „Geschlossen“ in den Zustand „Offen“ oder „Halboffen“ über. Im Status „Offen“ sind nachfolgende Dienstaufrufe nicht zulässig und Clients erhalten sofort eine vordefinierte Fallback-Ausnahme oder Antwort, anstatt auf das Timeout eines Dienstaufrufs zu warten. Nach einer vorgegebenen Zeitspanne wechselt der Leistungsschalter in den „Halboffen“-Zustand und lässt eine begrenzte Anzahl von Anfragen durch, um den Zustand des Dienstes zu prüfen. Wenn diese Anforderungen erfolgreich sind, wird der Leistungsschalter in den Zustand „Geschlossen“ zurückgesetzt, was anzeigt, dass der Dienst wiederhergestellt wurde.
Durch die Verwendung von Circuit Breaker Pattern können die Risiken, die mit voneinander abhängigen Diensten innerhalb einer Microservices-Architektur verbunden sind, wirksam gemindert werden. Bei einem System, das aus zahlreichen Mikrodiensten besteht, die im Tandem arbeiten, kann es aufgrund von Dienstlatenz oder nicht behandelten Ausnahmen in einem Mikrodienst, die sich auf andere Mikrodienste übertragen, zu kaskadierenden Dienstausfällen kommen. Die Implementierung eines Leistungsschalters kann dabei helfen, diese Probleme zu isolieren und ihre Ausbreitung im Microservices-Ökosystem zu verhindern. Darüber hinaus kann das Circuit Breaker Pattern in der no-code Plattform von AppMaster in das Server-Backend, das Web und die mobilen Anwendungen des Systems integriert werden, wodurch die Fehlertoleranz, Leistung und Wartbarkeit der Lösung deutlich verbessert werden.
Um die Vorteile der Integration des Circuit Breaker Pattern in eine mit AppMaster erstellte Anwendung zu veranschaulichen, betrachten Sie eine hypothetische E-Commerce-Plattform. In diesem Beispiel besteht die Plattform aus verschiedenen Microservices, wie Kundenverwaltung, Produktkatalog, Bestellabwicklung, Zahlungsabwicklung und Versand. Wenn die Anzahl der gleichzeitigen Benutzer zunimmt, kann es auf der Plattform zu Leistungsengpässen oder einer vorübergehenden Nichtverfügbarkeit des Dienstes kommen. Das Circuit Breaker Pattern kann dabei helfen, solche Probleme zu identifizieren und zu verwalten und so ein nahtloses Benutzererlebnis zu gewährleisten.
Wenn beispielsweise die Latenz des Zahlungsverarbeitungs-Mikrodienstes zunimmt oder vorübergehend nicht verfügbar ist, löst der Leistungsschalter für diesen Dienst aus und verhindert so, dass nachfolgende Aufrufe ablaufen und andere Dienste beeinträchtigen. Stattdessen erhalten Benutzer möglicherweise eine sofortige Nachricht, die auf ein vorübergehendes Problem mit dem Zahlungsdienst hinweist und alternative Zahlungsmethoden vorschlägt. Der Leistungsschalter kann so konfiguriert werden, dass er den Zustand des Dienstes regelmäßig überprüft. Wenn der Dienst wiederhergestellt ist, wird er in den Status „Geschlossen“ zurückgesetzt, sodass Benutzer den Zahlungsverarbeitungsdienst wieder nutzen können. Dieser proaktive Ansatz reduziert letztendlich die Auswirkungen von Dienstausfällen und Latenzzeiten auf Endbenutzer und andere abhängige Dienste innerhalb der Plattform.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Circuit Breaker Pattern ein wesentliches Entwurfsprinzip in der Microservices-Architektur ist, das zur Verbesserung der Fehlertoleranz, Belastbarkeit und Gesamtstabilität verteilter Systeme beiträgt. Durch die Integration dieses Musters in Server-Backend-, Web- und mobile Anwendungen, die mit der no-code Plattform von AppMaster erstellt wurden, haben Entwickler die Möglichkeit, zuverlässigere, leistungsfähigere und wartbarere Softwarelösungen zu erstellen. Da das Circuit Breaker Pattern Dienstausfälle effizient bewältigt und kaskadierende Dienstunterbrechungen innerhalb des Microservices-Ökosystems verhindert, ermöglicht es Unternehmen, nahtlose Benutzererlebnisse bereitzustellen und das Wachstum und die Skalierbarkeit ihres Systems erfolgreich zu verwalten.
