Buforowanie mikrousług w kontekście architektury mikrousług odnosi się do procesu przechowywania i odzyskiwania danych z wysokowydajnego systemu przechowywania w pamięci, w przeciwieństwie do bezpośredniego dostępu do danych z bazy danych lub zdalnego interfejsu API. Odgrywa kluczową rolę w zwiększaniu wydajności, skalowalności i dostępności aplikacji zorientowanych na mikrousługi poprzez zmniejszenie opóźnień, minimalizację obciążenia baz danych i obniżenie kosztownych połączeń między usługami.
Architektura mikrousług to metoda projektowania oprogramowania, która rozkłada aplikację na wiele niezależnych i luźno powiązanych usług, z których każda odpowiada za pojedynczą funkcjonalność, co pozwala na szybszy rozwój, łatwiejszą konserwację i lepszą skalowalność. Wraz ze wzrostem popularności mikrousług buforowanie stało się istotnym elementem tego stylu architektonicznego. Według badania O'Reilly Software Architecture 2020 około 61% firm korzysta lub planuje korzystać z mikrousług w swoich procesach tworzenia oprogramowania.
Buforowanie mikrousług można podzielić na dwa główne typy: buforowanie lokalne i buforowanie rozproszone. Lokalne buforowanie ma miejsce, gdy każda instancja mikrousługi przechowuje swoją pamięć podręczną w swojej przestrzeni pamięci. Ten typ buforowania jest odpowiedni dla mikrousług o niskim zużyciu pamięci i minimalnej częstotliwości aktualizacji pamięci podręcznej. Może to jednak skutkować niespójnością i nieefektywnością pamięci podręcznej, gdy trzeba zsynchronizować wiele wystąpień mikrousługi lub gdy mikrousługa skaluje się w poziomie, aby obsłużyć więcej żądań użytkowników.
Rozproszone buforowanie ma miejsce, gdy wszystkie wystąpienia mikrousługi korzystają ze wspólnej pamięci podręcznej, zwykle wdrażanej przy użyciu zewnętrznego, szybkiego i wysoce skalowalnego magazynu danych w pamięci, takiego jak Redis lub Apache Ignite. Ten typ buforowania jest preferowany w przypadku buforowania dużych zestawów danych, obsługi często zmieniających się danych lub wymagającej spójności pamięci podręcznej w wielu wystąpieniach mikrousług. Zapewnia także lepszą odporność na awarie mikrousług lub węzłów pamięci podręcznej poprzez replikację danych z pamięci podręcznej w wielu węzłach.
Wdrażanie buforowania mikrousług obejmuje kilka najlepszych praktyk i wzorców, z których niektóre to:
- Wzorzec odkładania pamięci podręcznej: w tym wzorcu mikrousługa najpierw szuka wymaganych danych w pamięci podręcznej. Jeśli dane są dostępne, pobiera je z pamięci podręcznej (trafienie w pamięć podręczną); w przeciwnym razie pobiera dane z głównego źródła danych i przechowuje je w pamięci podręcznej na potrzeby przyszłych żądań (brak pamięci podręcznej).
- Wzorzec odczytu: w tym wzorcu sama pamięć podręczna sprawdza obecność żądanych danych i, jeśli nie są dostępne, wchodzi w interakcję z głównym źródłem danych w celu pobrania i przechowywania danych przed zwróceniem ich do mikrousługi.
- Wzorce zapisu i zapisu z opóźnieniem: te wzorce definiują sposób, w jaki pamięć podręczna aktualizuje swoje dane, gdy modyfikuje je mikrousługa. Zapis w trybie zapisu zapewnia aktualizację pamięci podręcznej natychmiast po każdej modyfikacji danych, natomiast zapis z opóźnieniem opóźnia aktualizacje pamięci podręcznej do momentu spełnienia określonego warunku, np. osiągnięcia określonego progu aktualizacji lub określonego przedziału czasu.
- Strategie eksmisji pamięci podręcznej: strategie te określają, kiedy i jak usunąć dane z pamięci podręcznej, aby pomieścić nowe dane. Typowe strategie obejmują eksmisję w oparciu o zasadę „najmniej ostatnio używanego” (LRU), „pierwsze weszło, pierwsze wyszło” (FIFO) i eksmisję na podstawie czasu wygaśnięcia (TTL).
AppMaster, wiodąca platforma no-code służąca do tworzenia aplikacji backendowych, internetowych i mobilnych, wykorzystuje buforowanie mikrousług, aby dostarczać rozwiązania o wysokiej wydajności i skalowalności. Wygenerowane przez AppMaster aplikacje z Go for backend, Vue3 for web oraz Kotlin i Jetpack Compose dla Androida i SwiftUI dla iOS skutecznie obsługują zaawansowane mechanizmy buforowania, zapewniając płynną obsługę użytkownika na różnych platformach.
Co więcej, podejście platformy AppMaster do aplikacji mobilnych oparte na serwerze umożliwia klientom aktualizację interfejsu użytkownika i logiki biznesowej aplikacji bez konieczności ponownego przesyłania nowych wersji do App Store i Play Market, co dodatkowo pokazuje znaczenie buforowania w nowoczesnych aplikacjach zorientowanych na mikrousługi .
Podsumowując, buforowanie mikrousług jest istotną techniką poprawiającą wydajność, skalowalność i odporność aplikacji w przypadku architektury mikrousług. Rozumiejąc najlepsze praktyki i wzorce związane z buforowaniem mikrousług, programiści mogą wykorzystać jego potencjał do tworzenia wyjątkowo szybkich, wydajnych i niezawodnych aplikacji. Platformy takie jak AppMaster oferują gotową obsługę takich metodologii buforowania, umożliwiając klientom wykorzystanie pełnego potencjału rozwiązań programowych bez dodatkowych kosztów ogólnych.
