Architektura sterowana zdarzeniami (EDA) to popularne podejście architektoniczne, które obraca się wokół asynchronicznej komunikacji między luźno powiązanymi komponentami w systemie. Oddzielając elementy systemu, EDA promuje skalowalność i szybkość reakcji aplikacji, obsługując różne dziedziny przemysłu.
W systemie sterowanym zdarzeniami komponenty wysyłają i odbierają komunikaty w odpowiedzi na zmiany stanu lub zdarzenia, zmniejszając potrzebę bezpośredniej komunikacji między nimi. Zmniejsza to zależność od ścisłych powiązań, zmniejsza współużytkowane zasoby i pozwala na większą adaptację do zmieniających się wymagań biznesowych. W tym przewodniku omówiono podstawy architektury sterowanej zdarzeniami, korzyści płynące z jej przyjęcia oraz sposób, w jaki zapewnia ona lepszą skalowalność i odporność systemów oprogramowania.
Podstawy architektury sterowanej zdarzeniami
Architektura sterowana zdarzeniami ma trzy podstawowe bloki konstrukcyjne: zdarzenia, producentów zdarzeń i odbiorców zdarzeń.
- Zdarzenia : Zdarzenia to komunikaty lub pakiety danych obejmujące określoną zmianę stanu lub akcję w komponencie. Zdarzenie zazwyczaj zawiera metadane identyfikujące źródło, sygnaturę czasową i typ zdarzenia, a także informacje istotne dla zdarzenia, takie jak zakup klienta lub aktualizacja rekordu.
- Producenci zdarzeń : producenci zdarzeń są odpowiedzialni za emitowanie zdarzeń. Kiedy następuje zmiana stanu lub inicjowana jest akcja, producent zdarzenia pakuje dane zdarzenia i wysyła je do brokera zdarzeń (lub magistrali komunikatów) w celu dystrybucji do zainteresowanych odbiorców zdarzeń.
- Odbiorcy zdarzeń : Odbiorcy zdarzeń nasłuchują nadchodzących zdarzeń i odpowiednio reagują. Konsumenci mogą wykonywać różne działania w odpowiedzi na zdarzenia, takie jak aktualizowanie danych, wyzwalanie nowych procesów lub wywoływanie usług zdalnych.
Źródło obrazu: Microsoft Learn
Przepływ zdarzeń między tymi elementami składowymi stanowi rdzeń EDA. Aby dokładniej zrozumieć architekturę sterowaną zdarzeniami, przyjrzyjmy się przykładowi: wyobraź sobie prosty system handlu elektronicznego z komponentami katalogu, zamówień i powiadomień. W tradycyjnej, ściśle powiązanej architekturze komponent zamówienia komunikuje się bezpośrednio z katalogiem i komponentami powiadomień w celu przetworzenia zamówienia. Mimo to w systemie handlu elektronicznego opartym na EDA składnik zamówienia emitowałby zamiast tego zdarzenie „OrderCreated”. Komponenty katalogu i powiadomień subskrybowałyby te zdarzenia i działały niezależnie po ich otrzymaniu. Eliminuje to potrzebę bezpośredniej interakcji i zmniejsza sprzężenie między komponentami, umożliwiając łatwiejszą modyfikację i skalowanie.
Korzyści z zastosowania architektury sterowanej zdarzeniami
Wdrożenie architektury sterowanej zdarzeniami w systemach oprogramowania ma kilka zalet:
- Zwiększona skalowalność : Dzięki oddzieleniu komponentów EDA umożliwia niezależne skalowanie elementów systemu zgodnie z wymaganiami. Na przykład, jeśli Twój system handlu elektronicznego odnotuje nagły wzrost liczby zamówień, możesz łatwo skalować komponent przetwarzania zamówień bez wpływu na katalog lub usługi powiadomień.
- Zwiększona odporność systemu : EDA promuje tolerancję na awarie, zmniejszając bezpośrednie zależności między komponentami. Jeśli komponent ulegnie awarii, pozostałe komponenty mogą kontynuować przetwarzanie zdarzeń, umożliwiając działanie systemu przy minimalnych zakłóceniach. Ponadto brokerzy komunikatów zapewniają, że zdarzenia nie zostaną utracone podczas scenariuszy awarii, a system będzie mógł płynnie przywrócić działanie.
- Poprawiona responsywność i możliwości pracy w czasie rzeczywistym : systemy sterowane zdarzeniami umożliwiają komponentom natychmiastowe reagowanie na zmiany stanu, ułatwiając przetwarzanie danych w czasie rzeczywistym i komunikację w całym systemie. Ta responsywność może znacznie skrócić czas między poszczególnymi akcjami i opóźnienie przetwarzania w systemie rozproszonym.
- Komunikacja asynchroniczna : EDA umożliwia asynchroniczną komunikację między komponentami, umożliwiając im działanie bez oczekiwania na odpowiedź z innych komponentów. Sprzyja to przetwarzaniu równoległemu i poprawia wydajność systemu.
- Elastyczność i zdolność adaptacji : architektura sterowana zdarzeniami promuje modułowe podejście do projektowania systemu, ułatwiając modyfikowanie określonych komponentów bez wpływu na cały system. Sprzyja to zdolności adaptacji i szybkiej reakcji na zmieniające się wymagania biznesowe, skracając czas i wysiłek związany z rozwojem.
Typowe wzorce architektury sterowanej zdarzeniami
W architekturach sterowanych zdarzeniami komponenty systemu komunikują się za pośrednictwem zdarzeń, które reprezentują zmianę ich stanu. Można zastosować różne wzorce do ustrukturyzowania tej komunikacji i efektywnego zarządzania przepływami zdarzeń. Oto pięć znaczących wzorców architektury sterowanej zdarzeniami:
Pozyskiwanie zdarzeń
Event Sourcing to wzorzec, który obejmuje dokumentowanie wszystkich zmian stanu systemu jako serii uporządkowanych zdarzeń. Zamiast jedynie aktualizować stan jednostki danych, system rejestruje zmiany jako zdarzenia, umożliwiając odtworzenie stanu jednostki w dowolnym momencie. Zapewnia to spójność i identyfikowalność zmian stanu oraz oferuje szereg korzyści, takich jak zwiększona kontrola, ulepszone możliwości diagnostyczne i integracja z innymi systemami.
Łańcuch
We wzorcu Łańcuch zdarzenia emitowane z jednego komponentu wyzwalają łańcuch zdarzeń w jednym lub wielu komponentach, ostatecznie prowadząc do pożądanej zmiany stanu lub działania. Ten wzorzec umożliwia budowanie złożonych przepływów pracy bez ścisłego łączenia zaangażowanych komponentów. Łańcuch można zaimplementować za pomocą bezpośredniej komunikacji sterowanej zdarzeniami lub za pośrednictwem oprogramowania pośredniego, takiego jak kolejki komunikatów i magistrale usług.
Agregator
Wzorzec Agregator obejmuje komponent, który pobiera wiele zdarzeń z różnych źródeł, przetwarza je i generuje pojedyncze zdarzenie reprezentujące agregację oryginalnych zdarzeń. Ten wzorzec może być przydatny podczas redukowania szumu zdarzeń, tworzenia podsumowań lub konsolidacji informacji z różnych komponentów systemu przed przesłaniem zagregowanych danych do innych części systemu.
Publikuj-subskrybuj
We wzorcu publikowania-subskrybowania komponenty systemu emitują zdarzenia do centralnego brokera komunikatów lub magistrali zdarzeń, nie wiedząc, kim są subskrybenci. Oddziela to producentów zdarzeń od konsumentów zdarzeń, zapewniając, że wszelkie zmiany producenta zdarzeń niekoniecznie mają wpływ na subskrybentów. Abonenci mogą również dynamicznie rejestrować się i wyrejestrowywać bez wpływu na inne komponenty systemu.
Segregacja odpowiedzialności za zapytania poleceń (CQRS)
CQRS to wzorzec, w którym system rozdziela operacje odczytu i zapisu na odrębne komponenty. Strona zapisu emituje zdarzenia reprezentujące zmiany stanu, podczas gdy strona odczytu nasłuchuje tych zdarzeń w celu wysłania zapytania i zbudowania modeli widoków. Ta separacja umożliwia każdej ze stron niezależne skalowanie i optymalizację wykorzystania zasobów w oparciu o różne wymagania dotyczące wydajności.
Rzeczywiste przykłady systemów sterowanych zdarzeniami
Wiele organizacji z powodzeniem wdrożyło w swoich systemach architektury sterowane zdarzeniami, aby czerpać korzyści ze skalowalności, odporności i elastyczności. Oto kilka godnych uwagi przykładów:
Netflixa
Znany dostawca usług przesyłania strumieniowego, Netflix, zbudował całą swoją infrastrukturę wokół architektury sterowanej zdarzeniami. Takie podejście pozwala firmie zarządzać milionami jednoczesnych strumieni, zapewniając klientom najlepsze możliwe wrażenia. Komponenty platformy Netflix wykorzystują przetwarzanie asynchroniczne i wzorzec Publish-Subscribe do komunikacji, umożliwiając jej masowe skalowanie i zapewnienie wysokiej dostępności.
Ubera
Innym przykładem jest Uber, platforma do obsługi przejazdów, która opiera się na architekturze sterowanej zdarzeniami w wielu aspektach swojej działalności. Używając zdarzeń do reprezentowania zmian geolokalizacji, aktualizacji przejazdów i innych krytycznych informacji, Uber może dokładnie śledzić bieżące lokalizacje milionów kierowców na całym świecie i zarządzać nimi. Dzięki temu Uber może osiągnąć wysoce skalowalne możliwości w czasie rzeczywistym, które są kluczowe dla jego modelu biznesowego.
LinkedIn, profesjonalna platforma społecznościowa , wykorzystuje architekturę sterowaną zdarzeniami do zarządzania licznymi interakcjami między użytkownikami a systemem. Potok przetwarzania danych platformy jest zbudowany na rozproszonym systemie przesyłania wiadomości, który wykorzystuje zdarzenia do reprezentowania działań użytkowników, takich jak aktualizacje profili, żądania połączenia i analizy platformy. Ten wybór projektu pozwala LinkedIn przetwarzać miliony zdarzeń na sekundę, zapewniając elastyczne wrażenia użytkownikom na całym świecie.
Wykorzystanie AppMaster.io do implementacji architektury sterowanej zdarzeniami
Wdrażanie architektury sterowanej zdarzeniami można uprościć za pomocą odpowiednich narzędzi i platform, takich jak AppMaster.io . Jako potężna platforma bez kodu do tworzenia aplikacji backendowych, internetowych i mobilnych, AppMaster.io zapewnia szeroki wachlarz funkcji ułatwiających komunikację sterowaną zdarzeniami. Dzięki AppMaster.io możesz wizualnie tworzyć modele danych , projektować logikę biznesową za pomocą wizualnego projektanta procesów biznesowych oraz definiować interfejsy API REST i endpoints WSS dla komponentów systemu.
Korzystając z tej platformy, możesz stworzyć warstwę komunikacji sterowaną zdarzeniami, która ułatwia asynchroniczną interakcję komponentów, na przykład za pomocą wzorca publikowania-subskrybowania. Ponadto AppMaster.io generuje kod Go (Golang) dla aplikacji backendowych, framework Vue3 dla aplikacji internetowych oraz Kotlin i Jetpack Compose lub SwiftUI dla aplikacji mobilnych. Te generowane aplikacje są wysoce skalowalne, spełniając wymagania wydajnościowe systemów sterowanych zdarzeniami.
Ponadto platforma obsługuje integrację z dowolną bazą danych kompatybilną z Postgresql jako podstawową bazą danych, co pozwala na łatwe zarządzanie danymi i zapewnia spójność danych w systemie sterowanym zdarzeniami. Aby zaimplementować architekturę sterowaną zdarzeniami w AppMaster.io, utwórz darmowe konto .
Najlepsze praktyki tworzenia systemów sterowanych zdarzeniami
Tworzenie systemów sterowanych zdarzeniami wymaga starannego planowania i projektowania, aby zapewnić skuteczność systemu. Poniższe najlepsze praktyki mogą pomóc w tworzeniu wydajnych i wydajnych architektur sterowanych zdarzeniami.
Ustal jasne definicje i struktury zdarzeń
Projektuj zdarzenia z prostymi definicjami i precyzyjnie zdefiniowanymi strukturami, w tym unikalnym identyfikatorem, typem, sygnaturą czasową i ładunkiem. Jasne definicje zdarzeń zwiększają czytelność, łatwość konserwacji i łatwość integracji między komponentami. Upewnij się, że nazwy wydarzeń są opisowe, zwięzłe i dokładnie odzwierciedlają cel wydarzenia.
Projektowanie zdarzeń pod kątem rozszerzalności
W miarę rozwoju systemu nowe wymagania mogą wymagać dodatkowych informacji w zdarzeniach. Aby dostosować się do tych zmian, należy projektować wydarzenia z myślą o rozszerzalności. Obejmuje to przestrzeganie zasad projektowania schematów, takich jak używanie opcjonalnych pól i obsługa zgodności z poprzednimi i przyszłymi wersjami.
Wykorzystaj wersjonowanie zdarzeń
Przechowywanie wersji pomaga zachować zgodność z poprzednimi wersjami podczas wprowadzania zmian w schemacie zdarzeń. Identyfikując różne wersje zdarzeń, konsumenci mogą obsługiwać aktualizacje struktur zdarzeń bez psucia istniejących funkcji.
Zastosuj wzbogacanie zdarzeń
Wzbogacanie wydarzenia polega na dodawaniu odpowiednich danych kontekstowych do wydarzenia przed publikacją. Te dodatkowe dane zwiększają wartość wydarzenia, umożliwiając abonentom podejmowanie bardziej świadomych decyzji i ograniczenie łączenia systemów. Upewnij się, że wzbogacanie zdarzeń nie wprowadza niepotrzebnych zależności ani nie narusza zasad spójności i integralności danych.
Monitoruj przepływy zdarzeń i zarządzaj nimi
Śledź przepływy zdarzeń w systemie, aby uzyskać wgląd w kondycję i wydajność architektury sterowanej zdarzeniami. Narzędzia do monitorowania mogą pomóc w identyfikowaniu problemów, takich jak utrata lub opóźnienie wiadomości, duże opóźnienia i niepowodzenie przetwarzania zdarzeń. Wdrożenie strategii rejestrowania dla poszczególnych komponentów i całego systemu ma kluczowe znaczenie dla debugowania, audytu i optymalizacji systemów sterowanych zdarzeniami.
Zapewnij spójność i integralność danych
Jednym z wyzwań stojących przed architekturami sterowanymi zdarzeniami jest utrzymanie spójności i integralności danych między komponentami. Wdrażaj strategie, aby zapewnić spójność ostateczną, biorąc pod uwagę specyficzne wymagania Twojej domeny. Techniki takie jak pozyskiwanie zdarzeń, transakcje kompensacyjne i idempotentne przetwarzanie komunikatów mogą pomóc w rozwiązaniu problemów z synchronizacją danych i integralnością w systemach rozproszonych.
Wyzwania i pułapki związane z architekturami sterowanymi zdarzeniami
Chociaż architektury sterowane zdarzeniami oferują wiele korzyści, wiążą się z nieodłącznymi wyzwaniami i potencjalnymi pułapkami:
Zwiększona złożoność
Systemy sterowane zdarzeniami mogą być bardziej złożone niż tradycyjne aplikacje monolityczne ze względu na ich rozproszony charakter, asynchroniczne wzorce komunikacji i dodatkowe wymagania dotyczące infrastruktury. Staranne planowanie i zwracanie szczególnej uwagi na projekt systemu i najlepsze praktyki są niezbędne do skutecznego zarządzania taką złożonością.
Zapewnienie spójności i integralności danych
Utrzymanie spójności i integralności danych jest poważnym wyzwaniem w architekturach sterowanych zdarzeniami. Ostateczna spójność, wprowadzona przez asynchroniczny charakter tych systemów, wymaga kompleksowych strategii, aby sprostać wymaganiom spójności w środowisku rozproszonym.
Obsługa porządkowania zdarzeń
Zachowanie kolejności zdarzeń ma kluczowe znaczenie w wielu kontekstach biznesowych. Strategie, takie jak numeracja sekwencyjna i wydawcy i konsumenci świadomi kolejności, mogą pomóc w utrzymaniu kolejności, ale mogą zwiększyć złożoność systemu sterowanego zdarzeniami.
Zarządzanie i monitorowanie przepływów zdarzeń
Monitorowanie i zarządzanie przepływami zdarzeń w systemie rozproszonym i asynchronicznym może być wymagające. Wdrażaj narzędzia do monitorowania i zarządzania, aby uzyskać wgląd w wydajność i kondycję systemu, identyfikować wąskie gardła i optymalizować architekturę sterowaną zdarzeniami.
Rozwiązywanie problemów z opóźnieniami i wydajnością
Architektury sterowane zdarzeniami mogą wprowadzać opóźnienia ze względu na obciążenie związane z mechanizmami dostarczania i przetwarzania zdarzeń. Zoptymalizuj przetwarzanie zdarzeń za pomocą technik, takich jak przetwarzanie wsadowe, buforowanie i przetwarzanie równoległe, a także ostrożnie wybierz infrastrukturę obsługi komunikatów zdarzeń, uwzględniając wymagania dotyczące wydajności.
Wniosek
Architektura sterowana zdarzeniami to efektywne podejście do budowania skalowalnych, responsywnych i odpornych systemów. Postępując zgodnie z najlepszymi praktykami i wcześnie podejmując wyzwania, możesz wykorzystać moc architektur sterowanych zdarzeniami, aby zwiększyć możliwości systemu i poprawić szybkość reakcji.
AppMaster.io to doskonała platforma do implementacji architektur sterowanych zdarzeniami, ponieważ oferuje wizualny interfejs do projektowania modeli danych, logiki biznesowej i interfejsów API . Dzięki AppMaster.io możesz szybko tworzyć systemy sterowane zdarzeniami, które spełniają Twoje specyficzne potrzeby, bez martwienia się o złożoność tradycyjnych procesów programistycznych. Wykorzystaj w pełni architekturę sterowaną zdarzeniami, aby tworzyć wydajne, skalowalne i gotowe na przyszłość aplikacje za pomocą AppMaster.io.
