No contexto da escalabilidade, a replicação refere-se à prática de criar múltiplas cópias e instâncias de dados ou componentes do sistema, seja dentro de um único ambiente ou em vários ambientes, com o objetivo de melhorar o desempenho geral, a disponibilidade e a estabilidade do sistema sendo dimensionado. A replicação pode ocorrer em vários níveis, como replicação de dados, em que o conteúdo do banco de dados é espelhado em vários locais, e replicação de processos, em que múltiplas instâncias de um componente ou serviço são criadas para lidar com cargas de trabalho crescentes. A replicação é um ingrediente-chave na receita para a construção de sistemas escaláveis, tolerantes a falhas e altamente disponíveis, especialmente na era da computação em nuvem e das arquiteturas distribuídas.
A replicação de dados é uma das formas mais comuns de replicação, fornecendo múltiplas cópias de dados para fins de desempenho e redundância. A replicação de dados pode ser alcançada em tempo real, com atualizações de dados sendo propagadas entre instâncias de réplica à medida que são feitas, ou de forma assíncrona, onde as atualizações são propagadas para réplicas em intervalos definidos. O objetivo principal da replicação de dados é fornecer um sistema tolerante a falhas onde uma falha em uma instância não leve à perda de dados ou de disponibilidade de serviço. Na verdade, um estudo realizado pela Carnegie Mellon University e pela Microsoft descobriu que um sistema de replicação bem implementado pode tolerar até 32 falhas simultâneas sem incorrer em qualquer indisponibilidade.
A replicação de processos é outra forma de replicação que se concentra na criação de múltiplas instâncias de um componente, serviço ou código executável, com o objetivo de melhorar o desempenho, a escalabilidade e a tolerância a falhas. Ao distribuir a carga de trabalho entre componentes replicados, os sistemas podem lidar melhor com o aumento da demanda e, ao mesmo tempo, evitar pontos únicos de falha. A replicação de processos é especialmente relevante no contexto de microsserviços, onde a integração de funcionalidades discretas em vários serviços individualmente implantáveis e escalonáveis facilita a replicação dos componentes desejados, conforme necessário.
A plataforma no-code AppMaster facilita a integração perfeita de estratégias de replicação no processo de construção e dimensionamento de aplicativos back-end, web e móveis. Através de seu designer visual de processos de negócios (BP), os clientes podem criar facilmente modelos de dados, como designs de esquema para um banco de dados compatível com PostgreSQL, que podem formar a base para replicação de dados em ambientes de bancos de dados distribuídos. Os aplicativos de back-end gerados pelo AppMaster, escritos usando a linguagem de programação Go (golang), são projetados para serem sem estado, o que os torna adequados para replicação e manipulação simultânea de cargas de trabalho maiores. AppMaster oferece suporte adicional à criação de APIs REST e endpoints WebSocket, que podem ser replicados e acessados por várias instâncias de aplicativos da Web e móveis, melhorando assim o desempenho, a escalabilidade e a tolerância a falhas para esses aplicativos.
AppMaster também gera aplicativos web usando a estrutura Vue3 e JavaScript/TypeScript, e aplicativos móveis usando uma estrutura orientada a servidor baseada em Kotlin e Jetpack Compose para Android e SwiftUI para iOS. Essa abordagem permite atualizações contínuas de UI, lógica e chaves de API sem enviar novas versões para a App Store ou Play Market, proporcionando assim um nível de agilidade no gerenciamento de serviços e componentes replicados.
Ao adotar estratégias de replicação para escalabilidade, há diversas práticas recomendadas e compensações essenciais a serem consideradas. Uma dessas compensações é a consistência versus disponibilidade. Em alguns casos, pode ser mais importante garantir que os dados permaneçam consistentes entre as réplicas, o que pode resultar na redução da disponibilidade ou no aumento da latência enquanto as atualizações se propagam. Em outros casos, priorizar a disponibilidade significa permitir estados potencialmente inconsistentes entre as réplicas, sendo a consistência eventual o objetivo. Diferentes estratégias e técnicas de replicação podem ser empregadas para encontrar o equilíbrio apropriado entre esses dois requisitos.
Outra consideração crucial é o gerenciamento do aumento da complexidade devido à implantação de componentes replicados. Ferramentas automatizadas de implantação e gerenciamento, pipelines de integração contínua e implantação contínua (CI/CD) e o uso de conteinerização, como contêineres Docker, podem ajudar a aliviar os desafios associados ao gerenciamento de instâncias replicadas em ambientes complexos.
Concluindo, a replicação é um componente vital na construção e dimensionamento de aplicativos de software modernos, contribuindo para melhorar o desempenho, a tolerância a falhas e a disponibilidade em ambientes distribuídos. A plataforma no-code AppMaster fornece um conjunto de ferramentas abrangente para integrar a replicação ao processo de desenvolvimento, capacitando os usuários a criar aplicativos escalonáveis que podem atender com eficácia às demandas de seus diversos casos de uso, de pequenas a grandes empresas.
