Архитектура, управляемая событиями (EDA) — это популярный архитектурный подход, основанный на асинхронной связи между слабо связанными компонентами в системе. Разделяя системные элементы, EDA способствует масштабируемости и быстродействию программных приложений, ориентированных на различные отрасли промышленности.
В системе, управляемой событиями, компоненты отправляют и получают сообщения в ответ на изменения состояния или события, что снижает потребность в прямой связи между ними. Это снижает зависимость от жесткой связи, сокращает общие ресурсы и обеспечивает повышенную адаптируемость к изменяющимся бизнес-требованиям. В этом руководстве рассматриваются основы событийно-ориентированной архитектуры, преимущества ее внедрения и то, как она обеспечивает улучшенную масштабируемость и отказоустойчивость программных систем.
Основы событийно-ориентированной архитектуры
Архитектура, управляемая событиями, состоит из трех основных строительных блоков: событий, производителей событий и потребителей событий.
- События : события — это сообщения или пакеты данных, инкапсулирующие определенное изменение состояния или действие внутри компонента. Событие обычно содержит метаданные для определения источника, метки времени и типа события, а также соответствующую информацию о событии, такую как покупка клиентом или обновление записи.
- Производители событий : производители событий несут ответственность за отправку событий. Когда происходит изменение состояния или инициируется действие, производитель событий упаковывает данные о событии и отправляет их брокеру событий (или шине сообщений) для распространения среди заинтересованных потребителей событий.
- Потребители событий : потребители событий прослушивают входящие события и реагируют соответствующим образом. Потребители могут выполнять различные действия в ответ на события, такие как обновление данных, запуск новых процессов или вызов удаленных служб.
Источник изображения: Microsoft Learn
Поток событий между этими строительными блоками составляет основу EDA. Чтобы лучше понять управляемую событиями архитектуру, давайте рассмотрим пример: представьте себе простую систему электронной коммерции с компонентами каталога, заказов и уведомлений. В традиционной тесно связанной архитектуре компонент заказа будет напрямую взаимодействовать с компонентами каталога и уведомлений для обработки заказа. Тем не менее, в системе электронной коммерции на основе EDA компонент заказа вместо этого будет генерировать событие «OrderCreated». Компоненты каталога и уведомлений будут подписываться на эти события и действовать независимо после их получения. Это устраняет необходимость прямого взаимодействия и уменьшает связь между компонентами, что упрощает модификацию и масштабирование.
Преимущества внедрения событийно-ориентированной архитектуры
Принятие событийно-ориентированной архитектуры в ваших программных системах дает несколько преимуществ:
- Повышенная масштабируемость . Разделяя компоненты, EDA обеспечивает независимое масштабирование элементов системы по мере необходимости. Например, если ваша система электронной коммерции испытывает внезапный всплеск заказов, вы можете легко масштабировать компонент обработки заказов, не затрагивая службы каталога или уведомлений.
- Повышенная отказоустойчивость системы : EDA повышает отказоустойчивость за счет уменьшения прямых зависимостей между компонентами. В случае сбоя компонента остальные компоненты могут продолжить обработку событий, что позволяет системе функционировать с минимальными нарушениями. Кроме того, брокеры сообщений гарантируют, что события не будут потеряны во время сценариев сбоя, и система сможет корректно восстановиться.
- Повышенная скорость реагирования и возможности работы в режиме реального времени . Системы, управляемые событиями, позволяют компонентам немедленно реагировать на изменения состояния, облегчая обработку данных в режиме реального времени и передачу данных по всей системе. Эта оперативность может значительно сократить время между отдельными действиями и задержкой обработки в распределенной системе.
- Асинхронная связь : EDA обеспечивает асинхронную связь между компонентами, позволяя им работать, не дожидаясь ответа от других компонентов. Это способствует параллельной обработке и повышает эффективность системы.
- Гибкость и адаптируемость . Архитектура, управляемая событиями, продвигает модульный подход к проектированию системы, упрощая изменение отдельных компонентов, не влияя на всю систему. Это способствует адаптивности и быстрому реагированию на меняющиеся бизнес-требования, сокращая время и усилия на разработку.
Общие шаблоны архитектуры, управляемой событиями
В архитектурах, управляемых событиями, системные компоненты взаимодействуют посредством событий, которые отражают изменение их состояния. Для структурирования этой связи и эффективного управления потоками событий можно использовать различные шаблоны. Вот пять важных шаблонов архитектуры, управляемой событиями:
Поиск событий
Event Sourcing — это шаблон, который включает в себя документирование всех изменений состояния системы в виде серии упорядоченных событий. Вместо того, чтобы просто обновлять состояние объекта данных, система записывает изменения как события, что позволяет реконструировать состояние объекта в любой заданный момент времени. Это обеспечивает согласованность и отслеживаемость изменений состояния и предлагает ряд преимуществ, таких как улучшенная возможность аудита, улучшенные возможности диагностики и интеграция с другими системами.
Цепочка
В шаблоне цепочки события, исходящие от одного компонента, запускают цепочку событий в одном или нескольких компонентах, что в конечном итоге приводит к желаемому изменению состояния или действию. Этот шаблон позволяет создавать сложные рабочие процессы без тесной связи задействованных компонентов. Цепочка может быть реализована с использованием прямой связи, управляемой событиями, или с помощью промежуточного программного обеспечения, такого как очереди сообщений и служебные шины.
Агрегатор
Шаблон агрегатора включает компонент, который получает несколько событий из разных источников, обрабатывает их и создает одно событие, представляющее агрегацию исходных событий. Этот шаблон может быть полезен при уменьшении шума событий, создании сводок или консолидации информации из разных компонентов системы перед передачей агрегированных данных в другие части системы.
Опубликовать-подписаться
В шаблоне «публикация-подписка» компоненты системы передают события центральному брокеру сообщений или шине событий, не зная, кто является подписчиком. Это отделяет производителей событий от потребителей событий, гарантируя, что любые изменения в производителе событий не обязательно повлияют на подписчиков. Подписчики также могут динамически регистрироваться и отменять регистрацию, не затрагивая другие компоненты системы.
Разделение ответственности команд и запросов (CQRS)
CQRS — это шаблон, в котором система разделяет операции чтения и записи на отдельные компоненты. Сторона записи генерирует события для представления изменений состояния, а сторона чтения прослушивает эти события, чтобы запрашивать и строить модели представления. Такое разделение позволяет каждой стороне независимо масштабироваться и оптимизировать использование ресурсов в соответствии с различными требованиями к производительности.
Реальные примеры систем, управляемых событиями
Многие организации успешно внедрили в свои системы архитектуры, управляемые событиями, чтобы воспользоваться преимуществами масштабируемости, отказоустойчивости и гибкости. Вот несколько примечательных примеров:
Нетфликс
Netflix, известный поставщик услуг потоковой передачи, построил всю свою инфраструктуру на основе архитектуры, управляемой событиями. Такой подход позволяет компании управлять миллионами одновременных потоков, гарантируя своим клиентам наилучшее качество обслуживания. Компоненты платформы Netflix используют асинхронную обработку и шаблон публикации-подписки для обмена данными, что позволяет масштабировать ее в больших масштабах и обеспечивать высокую доступность.
Убер
Другим примером является Uber, платформа для заказа поездок, которая использует архитектуру, управляемую событиями, для многих аспектов своей деятельности. Используя события для представления изменений геолокации, обновлений маршрутов и другой важной информации, Uber может точно отслеживать и управлять текущим местоположением миллионов водителей по всему миру. Это позволяет Uber реализовать возможности масштабирования и работы в режиме реального времени, которые имеют решающее значение для его бизнес-модели.
LinkedIn, профессиональная платформа социальной сети , использует управляемую событиями архитектуру для управления многочисленными взаимодействиями между пользователями и системой. Конвейер обработки данных платформы построен на распределенной системе обмена сообщениями, которая использует события для представления действий пользователя, таких как обновления профиля, запросы на подключение и аналитика платформы. Этот выбор дизайна позволяет LinkedIn обрабатывать миллионы событий в секунду, обеспечивая быстрое реагирование для своих пользователей по всему миру.
Использование AppMaster.io для реализации архитектуры, управляемой событиями
Реализация управляемой событиями архитектуры может быть упрощена с помощью правильных инструментов и платформ, таких как AppMaster.io . Являясь мощной no-code платформой для создания серверных, веб-приложений и мобильных приложений, AppMaster.io предоставляет широкий набор функций для облегчения взаимодействия на основе событий. С помощью AppMaster.io вы можете визуально создавать модели данных , проектировать бизнес-логику с помощью визуального конструктора бизнес-процессов и определять REST API и endpoints WSS для компонентов вашей системы.
Используя эту платформу, вы можете создать управляемый событиями коммуникационный уровень, который позволит вашим компонентам легко взаимодействовать асинхронно, например, с помощью шаблона публикации-подписки. Кроме того, AppMaster.io генерирует код Go (Golang) для серверных приложений, фреймворк Vue3 для веб-приложений и Kotlin и Jetpack Compose или SwiftUI для мобильных приложений. Эти сгенерированные приложения обладают высокой масштабируемостью и отвечают требованиям к производительности систем, управляемых событиями.
Кроме того, платформа поддерживает интеграцию с любой базой данных, совместимой с Postgresql, в качестве основной базы данных, что упрощает управление данными и обеспечивает согласованность данных в вашей системе, управляемой событиями. Чтобы внедрить управляемую событиями архитектуру в AppMaster.io, создайте бесплатную учетную запись .
Передовой опыт разработки систем, управляемых событиями
Разработка управляемых событиями систем требует тщательного планирования и проектирования для обеспечения эффективности системы. Следующие рекомендации помогут вам создать эффективную и мощную архитектуру, управляемую событиями.
Установите четкие определения и структуры событий
Создавайте события с простыми определениями и четко определенными структурами, включая уникальный идентификатор, тип, отметку времени и полезные данные. Четкие определения событий улучшают читаемость, удобство сопровождения и простоту интеграции между компонентами. Убедитесь, что имена событий являются описательными, краткими и точно отражают цель события.
Разработка событий для расширения
По мере развития вашей системы новые требования могут потребовать дополнительной информации в событиях. Чтобы приспособиться к этим изменениям, разрабатывайте события с учетом расширяемости. Это включает в себя следующие принципы проектирования схемы, такие как использование необязательных полей и поддержка прямой и обратной совместимости.
Используйте управление версиями событий
Управление версиями помогает поддерживать обратную совместимость при внесении изменений в схему событий. Идентифицируя различные версии событий, потребители могут обрабатывать обновления структур событий без нарушения существующей функциональности.
Применить обогащение событий
Обогащение события включает в себя добавление релевантных контекстных данных к событию перед публикацией. Эти дополнительные данные повышают ценность события, позволяя подписчикам принимать более обоснованные решения и уменьшать связанность системы. Убедитесь, что обогащение событий не создает ненужных зависимостей и не нарушает правила согласованности и целостности данных.
Мониторинг и управление потоками событий
Отслеживайте потоки событий в вашей системе, чтобы получить представление о работоспособности и производительности вашей управляемой событиями архитектуры. Инструменты мониторинга могут помочь выявить такие проблемы, как потеря или задержка сообщений, большие задержки и сбои в обработке событий. Реализация стратегии ведения журнала для отдельных компонентов и всей системы имеет решающее значение для отладки, аудита и оптимизации систем, управляемых событиями.
Обеспечение согласованности и целостности данных
Одной из проблем, возникающих в архитектурах, управляемых событиями, является поддержание согласованности и целостности данных между компонентами. Реализуйте стратегии для обработки возможной согласованности с учетом конкретных требований вашего домена. Такие методы, как источник событий, компенсирующие транзакции и идемпотентная обработка сообщений, могут помочь решить проблемы синхронизации и целостности данных в распределенных системах.
Проблемы и подводные камни событийно-ориентированных архитектур
Хотя архитектуры, управляемые событиями, предлагают множество преимуществ, они сопряжены с рядом присущих проблем и потенциальных ловушек:
Повышенная сложность
Системы, управляемые событиями, могут быть более сложными, чем традиционные монолитные приложения, из-за их распределенного характера, асинхронных моделей связи и дополнительных требований к инфраструктуре. Тщательное планирование и пристальное внимание к проектированию системы и передовым методам необходимы для эффективного управления такой сложностью.
Обеспечение согласованности и целостности данных
Поддержание согласованности и целостности данных является серьезной проблемой в архитектурах, управляемых событиями. Конечная согласованность, обусловленная асинхронной природой этих систем, требует комплексных стратегий для удовлетворения требований согласованности в распределенной среде.
Обработка порядка событий
Сохранение порядка событий имеет решающее значение во многих бизнес-контекстах. Такие стратегии, как нумерация по порядку и издатели и потребители с учетом порядка, могут помочь сохранить порядок, но могут усложнить вашу систему, управляемую событиями.
Управление и мониторинг потоков событий
Мониторинг и управление потоками событий в распределенной и асинхронной системе может быть сложной задачей. Внедрите инструменты мониторинга и управления, чтобы получать представление о производительности и работоспособности системы, выявлять узкие места и оптимизировать свою управляемую событиями архитектуру.
Решение проблем с задержкой и производительностью
Архитектуры, управляемые событиями, могут привести к задержке из-за накладных расходов на механизмы доставки и обработки событий. Оптимизируйте обработку событий с помощью таких методов, как пакетная обработка, кэширование и параллельная обработка, и тщательно выбирайте инфраструктуру обмена сообщениями о событиях с учетом требований к производительности.
Заключение
Архитектура, управляемая событиями, — это эффективный подход к созданию масштабируемых, быстро реагирующих и отказоустойчивых систем. Следуя передовым методам и решая проблемы на раннем этапе, вы можете использовать возможности архитектуры, управляемой событиями, для расширения возможностей вашей системы и повышения скорости отклика.
AppMaster.io — отличная платформа для реализации архитектур, управляемых событиями, поскольку она предлагает визуальный интерфейс для разработки моделей данных, бизнес-логики и API . С помощью AppMaster.io вы можете быстро разрабатывать управляемые событиями системы, отвечающие вашим конкретным потребностям, не беспокоясь о сложности традиционных процессов разработки. Максимально используйте управляемые событиями архитектуры для создания высокопроизводительных, масштабируемых и готовых к будущему приложений с помощью AppMaster.io.
