La construction de systèmes distribués à grande échelle est un défi, en particulier lorsqu'il s'agit de garantir les performances, l'évolutivité et la cohérence. Deux modèles architecturaux populaires, Command Query Responsibility Segregation (CQRS) et Event Sourcing, offrent des solutions à ces défis en découplant les opérations de lecture et d'écriture et en préservant l'état des entités commerciales sous la forme d'une série d'événements.
Le CQRS est un modèle architectural qui sépare les opérations de commande (écriture) et de requête (lecture) dans des modèles distincts. Cette approche permet d'améliorer les performances, l'évolutivité et la flexibilité, car les opérations de lecture et d'écriture peuvent être optimisées séparément pour éviter les conflits et les goulets d'étranglement.
L'Event Sourcing, quant à lui, est un modèle de conception qui enregistre l'état d'une entité commerciale sous la forme d'un ensemble séquentiel d'événements de changement d'état. Ainsi, vous pouvez déduire l'état actuel d'un objet à partir de l'historique de ses événements, ce qui permet de fournir une piste d'audit fiable, d'effectuer des requêtes temporelles et de prendre en charge les architectures basées sur les événements.
Le CQRS et l'Event Sourcing sont souvent utilisés ensemble, car ils sont complémentaires et synergiques. La combinaison de ces modèles peut apporter encore plus d'avantages, en particulier lorsqu'ils sont appliqués à l'architecture microservices, que nous allons explorer dans les sections suivantes.
Comprendre l'architecture microservices
L'architecture microservices est une approche de développement logiciel qui structure une application comme une collection de services faiblement couplés et déployables de manière indépendante. Chaque service est conçu pour exécuter une fonction spécifique, telle que l'authentification de l'utilisateur ou le traitement des commandes. Les microservices communiquent entre eux à l'aide d'API pour collaborer et répondre aux exigences de l'entreprise.
Voici quelques-unes des principales caractéristiques de l'architecture microservices
- des services restreints et ciblés avec une responsabilité unique
- Couplage étroit et forte cohésion entre les services
- Déploiement et mise à l'échelle indépendants des services
- Communication entre les services basée sur les API
- Prise en charge de la persistance polyglotte et de diverses solutions de stockage de données
Lorsqu'elle est conçue et mise en œuvre de manière appropriée, l'architecture microservices offre de nombreux avantages, tels que des cycles de développement plus rapides, une meilleure isolation des défaillances et une meilleure évolutivité. Cependant, l'un des défis auxquels l'architecture microservices est confrontée est la cohérence des données et l'optimisation des performances, en particulier dans les systèmes distribués. Le CQRS et l'Event Sourcing permettent d'améliorer la structure et les performances globales des microservices.
Pourquoi combiner le CQRS et l'Event Sourcing avec les microservices ?
En combinant le CQRS et l'Event Sourcing avec les microservices, les développeurs peuvent relever de nombreux défis inhérents aux systèmes distribués, tels que la cohérence des données et l'optimisation des performances. Cette combinaison permet également de bénéficier d'une série de fonctionnalités avancées, telles que l'interrogation temporelle et la tolérance aux pannes. Voici quelques raisons pour lesquelles la combinaison du CQRS et de l'Event Sourcing avec les microservices est avantageuse :
- Optimisation des performances du système : La séparation des modèles de commande et de requête dans le CQRS permet une optimisation fine des opérations de lecture et d'écriture. Vous pouvez améliorer les performances et l'utilisation des ressources en appliquant différentes stratégies de mise à l'échelle aux côtés commande et requête.
- Amélioration de la cohérence des données : L'Event Sourcing permet de maintenir la cohérence entre les systèmes distribués en capturant les changements d'état des entités commerciales sous la forme d'une séquence d'événements. Cela garantit une piste d'audit fiable et permet aux systèmes de reconstruire l'état actuel à partir de l'historique des événements.
- Amélioration des capacités de test : Le découplage des commandes et des requêtes dans le CQRS simplifie les tests unitaires et d'intégration des microservices. En outre, l'Event Sourcing fournit un enregistrement basé sur les événements des opérations du système, ce qui permet de tester de manière fiable les interactions entre les services.
- Prise en charge des fonctionnalités avancées : La combinaison du CQRS et de l'Event Sourcing ouvre la voie à des fonctionnalités avancées telles que l'interrogation temporelle, les architectures basées sur les événements et la tolérance aux pannes. Elle facilite également la mise en œuvre de capacités de streaming et d'analyse d'événements.
- Intégration plus facile avec d'autres systèmes : En modélisant l'état des entités commerciales sous la forme d'une série d'événements, vous pouvez prendre en charge divers modèles d'intégration et synchroniser plus efficacement les changements d'état entre plusieurs systèmes.
L'intégration du CQRS et de l'Event Sourcing dans les microservices offre de nombreux avantages en termes de performances, de cohérence et de prise en charge de fonctionnalités avancées. Les sections suivantes abordent les concepts clés et les stratégies de mise en œuvre pratiques pour l'application de ces modèles dans une architecture de microservices.
Concepts clés du CQRS et de l'Event Sourcing
Il est essentiel de comprendre les concepts clés du CQRS (Command Query Responsibility Segregation) et de l'Event Sourcing pour appliquer efficacement ces modèles dans une architecture microservices. Explorons quelques-uns des éléments fondamentaux de ces deux modèles :
Commandes et requêtes
Dans le CQRS, les commandes représentent des opérations qui modifient l'état du système. Elles encapsulent l'intention de modifier les données. Contrairement aux opérations CRUD traditionnelles, les commandes se concentrent sur la logique métier qui sous-tend une action spécifique. Les requêtes, quant à elles, représentent des opérations de lecture qui permettent d'extraire des données du système. En séparant ces opérations, vous pouvez optimiser les performances, l'évolutivité et la maintenabilité de chaque type d'opération de manière indépendante.
Les événements
Les événements sont fondamentaux pour l'Event Sourcing. Un événement représente un changement significatif dans l'état du système et sert de source de vérité pour les opérations de lecture et d'écriture. Les événements sont immuables et séquentiels, et capturent l'histoire des entités commerciales. Étant donné que les événements stockent l'évolution complète de l'état, ils permettent des fonctions d'audit, de débogage et d'interrogation temporelle.
Magasin d'événements
Le magasin d'événements est un système de stockage de données spécialisé conçu pour conserver les événements de manière séquentielle. Son rôle principal est de conserver l'historique des événements, ce qui permet de reconstruire l'état des entités commerciales chaque fois que cela est nécessaire. Ce mécanisme de persistance diffère des systèmes de stockage traditionnels basés sur la méthode CRUD, dans lesquels les données sont continuellement mises à jour et les états précédents perdus.
Agrégats
Les agrégats sont des entités métier qui encapsulent et protègent leur état interne. Ils servent de frontières de cohérence, garantissant que les opérations effectuées sur eux respectent les règles et les invariants du système. Les agrégats sont constitués d'un ou plusieurs objets de domaine, avec un seul objet racine servant de point d'entrée pour toutes les interactions externes.
Projections
Les projections sont des modèles de lecture construits à partir du magasin d'événements à des fins spécifiques aux requêtes. Elles traitent le flux d'événements et transforment les données en une structure optimisée pour la lecture, ce qui améliore les performances des requêtes. Les projections peuvent être synchronisées avec le magasin d'événements grâce à des gestionnaires d'événements, qui écoutent des événements spécifiques et mettent à jour les modèles de lecture correspondants en conséquence.
Gestionnaires d'événements
Les gestionnaires d'événements sont des fonctions ou des composants qui écoutent les événements et y réagissent. Ils sont chargés de gérer les effets secondaires des opérations de changement d'état. Dans le CQRS et l'Event Sourcing, les gestionnaires d'événements maintiennent la cohérence entre les opérations d'écriture (commandes) et les opérations de lecture (projections).
Mise en œuvre du CQRS et de l'Event Sourcing dans les microservices
L'application des modèles CQRS et Event Sourcing dans une architecture de microservices peut optimiser les performances du système, améliorer la cohérence des données et permettre des fonctionnalités avancées telles que l'interrogation temporelle. Voici quelques étapes pour mettre en œuvre le CQRS et l'Event Sourcing dans les microservices :
Modéliser les domaines à l'aide d'agrégats
Identifiez les limites et les relations entre les objets du domaine de votre système et regroupez-les à l'aide d'agrégats. Établissez des règles de cohérence et des invariants clairs pour chaque agrégat afin de garantir que la logique métier est encapsulée et respectée. Le respect des principes de la conception pilotée par le domaine (DDD) peut aider à définir les limites du contexte et les modèles de conception de vos microservices.
Concevoir des gestionnaires de commandes et d'événements
Créez des gestionnaires de commandes pour accepter et valider les commandes, appliquer les modifications à l'agrégat cible et générer les événements correspondants. Les gestionnaires d'événements doivent être à l'écoute d'événements spécifiques, réagir en conséquence et mettre à jour les modèles de lecture associés (projections) si nécessaire.
Décider des modèles de cohérence
Choisissez des modèles de cohérence appropriés pour vos microservices. Le CQRS et l'Event Sourcing permettent différents niveaux de cohérence, de la cohérence forte à la cohérence éventuelle. En fonction des exigences de votre application, vous devrez peut-être faire des compromis entre la cohérence, les performances et la disponibilité.
Implémenter le magasin d'événements et les projections
Développez le magasin d'événements pour conserver l'historique des événements, ce qui vous permettra de reconstruire l'état des agrégats en cas de besoin. Créez des projections optimisées pour l'interrogation de structures de données spécifiques. S'assurer que les événements sont traités et synchronisés avec le magasin d'événements à l'aide de gestionnaires d'événements.
Intégrer avec d'autres microservices et systèmes
Mettez en œuvre des API et des mécanismes de communication pour permettre des interactions entre les microservices, ainsi qu'avec des systèmes externes. Envisagez d'utiliser des courtiers de messages et des passerelles API pour gérer efficacement ces intégrations et prendre en charge les architectures orientées événements.
Surmonter les défis et les pièges
La mise en œuvre du CQRS et de l'Event Sourcing dans les microservices peut poser certains problèmes. La résolution de ces problèmes dès le départ peut contribuer à garantir un processus de mise en œuvre sans heurts :
Gestion de la cohérence éventuelle
La cohérence éventuelle peut être difficile à gérer pour les développeurs habitués à des systèmes fortement cohérents, car elle nécessite un changement d'état d'esprit. Cependant, la cohérence éventuelle offre de nombreux avantages en termes de performances, d'évolutivité et de disponibilité. Il est essentiel de relever ces défis en construisant des mécanismes appropriés pour y faire face, tels que des actions compensatoires, un traitement asynchrone et une surveillance.
Gérer la complexité des systèmes distribués
Travailler avec des systèmes distribués, comme les microservices, ajoute de la complexité, en particulier lorsqu'il s'agit de coordonner des opérations entre plusieurs services. L'utilisation de techniques telles que les commandes idempotentes, les transactions distribuées ou les sagas peut aider à surmonter ces complexités, en garantissant la cohérence entre vos services.
Version des données et évolution des schémas
L'Event Sourcing nécessite de gérer différentes versions d'événements et des changements de schémas. La mise en œuvre de stratégies de versionnement appropriées pour les événements et les projections, en les associant à des modèles tels que le snapshotting ou l'upcasting, peut aider à gérer ces défis de manière efficace.
Former et changer l'état d'esprit des développeurs
Les développeurs sont souvent habitués à des approches CRUD, et la transition vers une architecture pilotée par les événements avec le CQRS et l'Event Sourcing peut représenter un changement important. Une formation et une assistance suffisantes, la promotion d'une culture de l'expérimentation et de l'apprentissage, et la facilitation du processus d'adoption grâce à des outils et des cadres de travail peuvent contribuer à la réussite de la transition.
La combinaison du CQRS et de l'Event Sourcing avec une architecture microservices peut améliorer les performances, la flexibilité et la cohérence du système. Les équipes de développement peuvent créer des applications puissantes et évolutives qui répondent aux exigences uniques de leur entreprise en comprenant les concepts clés et en surmontant les défis associés. L'adoption de plateformes sans code comme AppMaster peut rationaliser davantage la mise en œuvre du CQRS et de l'Event Sourcing, en offrant un moyen efficace et rentable de développer et de gérer des applications complexes.
AppMaster Plate-forme et mise en œuvre du CQRS
La plateforme AppMaster est une puissante solution no-code qui permet aux utilisateurs de créer des applications backend, web et mobiles de manière efficace. En offrant un environnement de développement intégré (IDE) avec un concepteur visuel BP, les développeurs peuvent rapidement définir des modèles de données, mettre en œuvre une logique d'entreprise, générer des API endpoints, et ébaucher des interfaces frontales. La nature complète de la plateforme facilite une combinaison transparente de stratégies de développement d'entreprise, comme la mise en œuvre du CQRS et de l'Event Sourcing au sein d'une architecture de microservices.
Lorsqu'ils travaillent avec les modèles CQRS et Event Sourcing, la plateforme AppMaster aide les développeurs de plusieurs manières :
- Modélisation du domaine avec des agrégats : Le concepteur visuel de modèles de données de la plateforme permet aux développeurs de modéliser facilement les entités et les agrégats du domaine, ce qui sert de base à l'architecture pilotée par les événements.
- Gestionnaires de commandes et d'événements : Avec le Business Process Designer, vous pouvez créer visuellement des gestionnaires de commandes pour traiter les commandes et des gestionnaires d'événements pour produire et traiter les événements, ce qui simplifie la mise en œuvre de modèles basés sur les événements.
- Magasin d'événements : Bien qu'elle ne fournisse pas de magasin d'événements intégré, la plateforme génère des points d'extrémité REST API et WSS qui facilitent l'intégration du magasin d'événements. Les développeurs peuvent choisir un magasin d'événements qui répond à leurs besoins et communiquer avec lui via ces endpoints.
- Projections : À l'aide du concepteur visuel BP, vous pouvez concevoir et mettre en œuvre des projections personnalisées pour construire des modèles de lecture à partir du magasin d'événements. D'autres composants ou microservices peuvent exploiter ces modèles de lecture au sein du système.
- Évolutivité : Les applications AppMaster étant générées avec Go (golang), elles sont sans état, compilées et peuvent offrir une excellente évolutivité pour les entreprises et les cas d'utilisation à forte charge. Cette évolutivité est essentielle lors de la mise en œuvre de modèles tels que CQRS et Event Sourcing qui s'appuient sur des modèles de lecture et d'écriture distincts afin d'optimiser les performances du système.
- Génération et déploiement du code source : Lorsque les clients appuient sur le bouton "Publier", la plateforme génère le code source des applications, les compile, exécute des tests et les déploie sous forme de conteneurs Docker. Ce processus rationalisé réduit le temps nécessaire au développement, aux tests et au déploiement, ce qui donne aux développeurs plus de temps pour se concentrer sur la mise en œuvre de modèles architecturaux, tels que le CQRS et l'Event Sourcing dans les microservices.
Grâce à ses puissantes fonctionnalités de développement d'applications dorsales, la plateforme AppMaster permet aux développeurs d'exploiter les avantages du CQRS et de l'Event Sourcing au sein d'une architecture microservices, ce qui se traduit par une amélioration des performances, de l'évolutivité et de la flexibilité.
La mise en œuvre du CQRS et de l'Event Sourcing dans une architecture microservices peut améliorer de manière significative les performances globales et l'évolutivité de votre système tout en maintenant la cohérence des données et en prenant en charge des fonctionnalités avancées. L'adoption de ces modèles nécessite une compréhension approfondie de leurs concepts clés et des stratégies de mise en œuvre efficaces. L'utilisation de solutions de développement puissantes, complètes et intégrées telles que la plateforme AppMaster peut considérablement rationaliser le processus de mise en œuvre, en permettant aux développeurs de créer des applications fiables, performantes et rentables.
