許多現(xiàn)代應(yīng)用都需要在企業(yè)級規(guī)模上進行構(gòu)建,有時甚至需要在互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模上進行構(gòu)建。這些應(yīng)用都需要滿足可擴展性、可用性、安全性、可靠性和彈性需求。
在本文中,我將談?wù)撘恍┰O(shè)計模式,這些模式可以幫助你輕松實現(xiàn)上述能力。我將討論每個模式,他們?nèi)绾卧谠圃h(huán)境中使用,以及何時使用和何時不使用。
有些模式也并不是什么新發(fā)明,但它們在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的云世界中非常有用。
以下是我將在本文中討論的模式列表。
熔斷器
命令和查詢責(zé)任分離(CQRS)
事件溯源(Event Sourcing)
Sidecar
后端對前端
Strangler
下面進入正文。
熔斷器
分布式系統(tǒng)在設(shè)計時應(yīng)考慮到故障問題。目前微服務(wù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,這些服務(wù)大多依賴于其他遠(yuǎn)程服務(wù)。遠(yuǎn)程服務(wù)可能會因為網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用負(fù)載等各種原因而不能及時響應(yīng)。在大多數(shù)情況下,通過重試應(yīng)該可以解決這些問題。
但也有極端情況,比如服務(wù)降級或服務(wù)本身完全失效。在這種情況下,繼續(xù)重試是沒有意義的。因此熔斷器模式就可以派上用場了。
熔斷器
上圖展示了熔斷器模式的實現(xiàn),當(dāng)服務(wù)1了解到在調(diào)用服務(wù)2時有連續(xù)的故障/超時時,服務(wù)1不再重試,而是跳過調(diào)用服務(wù)2,并立即返回響應(yīng)。
有一些流行的開源庫,比如 Netflix 的 Hystrix,可以用來非常容易地實現(xiàn)這種模式。
如果你使用的是 API 網(wǎng)關(guān)或像 Envoy 這樣的 sidecar 代理,那么可以在代理級別本身實現(xiàn)。
注意:非常重要的一點是,當(dāng)熔斷器打開時,要有足夠的日志記錄和警報,以便跟蹤這段時間內(nèi)收到的請求,并讓運維團隊了解到這些信息。
你也可以在半開的情況下實現(xiàn)熔斷器,以繼續(xù)為能容忍服務(wù)降級的客戶提供服務(wù)。
何時使用此模式
當(dāng)一個服務(wù)依賴另一個遠(yuǎn)程服務(wù),并且在某些情況下很可能失敗時;
當(dāng)一個服務(wù)有很強依賴性時(例如:主數(shù)據(jù)服務(wù))。
何時不使用此模式
當(dāng)你在處理本地依賴關(guān)系時,熔斷器可能會產(chǎn)生開銷。
命令和查詢責(zé)任隔離(CQRS)
CQRS 對于現(xiàn)代使用數(shù)據(jù)存儲的應(yīng)用來說是一個非常有用的模式。它的原理是將數(shù)據(jù)存儲中的讀(查詢)和寫/更新(命令)操作分開。
假設(shè)你正在構(gòu)建一個應(yīng)用程序,需要將數(shù)據(jù)存儲在 MySQL/PostgreSQL 數(shù)據(jù)庫中。大家都知道,當(dāng)向數(shù)據(jù)存儲中寫入數(shù)據(jù)時,一個操作需要經(jīng)過幾個步驟,比如驗證、模型和持久化,因此典型的寫/更新操作比簡單的讀操作需要更長的時間。
當(dāng)使用單個數(shù)據(jù)存儲同時執(zhí)行讀和寫操作,并且訪問量很大時,那么可能會開始遭遇性能問題。
在這種情況下,CQRS 模式可能很有用。CQRS 模式建議使用單獨的數(shù)據(jù)存儲來進行讀和寫操作。
CQRS
注:現(xiàn)在大多數(shù) PaaS 數(shù)據(jù)庫都提供了創(chuàng)建數(shù)據(jù)存儲的讀復(fù)制(Google Cloud SQL、Azure SQL DB、Amazon RDS等)的能力,這有助于更容易實現(xiàn)CQRS。
如果你處理的是私有數(shù)據(jù)庫,很多企業(yè)數(shù)據(jù)庫也提供了這個功能。
注:如今有些人也喜歡為讀復(fù)制使用速度快、性能好的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫,比如 MongoDB 和 Elasticsearch。
什么時候使用這種模式
當(dāng)你正在考慮擴展一個期望有大量讀和寫的應(yīng)用程序時。
當(dāng)你想分別調(diào)整讀和寫操作的性能時
當(dāng)你的讀操作可以接受接近實時或最終一致性時
何時不使用此模式
當(dāng)你正在構(gòu)建一個常規(guī)的 CRUD 應(yīng)用程序,并不是每次都有大量的讀和寫的時候
事件溯源(Event Sourcing)
事件溯源是一種有意思的設(shè)計模式,在這種模式下,域事件的序列被存儲為日志,日志的聚合視圖給出了應(yīng)用程序的當(dāng)前狀態(tài)。
這種模式通常用于那些無法承受數(shù)據(jù)存儲鎖的系統(tǒng),并且需要維護事件的審計和歷史記錄,例如,酒店/會議/座位預(yù)訂等應(yīng)用。
事件溯源
比如一個酒店客房預(yù)訂系統(tǒng),其中用戶需要預(yù)訂或取消預(yù)訂。在這里,你需要將預(yù)訂和取消預(yù)訂存儲為一系列事件。在每次預(yù)訂之前,通過查看事件日志,聚合視圖顯示可用房間。
注:大多數(shù)云服務(wù)提供商都支持消息服務(wù),如 Google Pub/Sub、Azure Service Bus、AWS SQS 等。這些服務(wù)與強大的一致數(shù)據(jù)存儲相結(jié)合,可以用來實現(xiàn)這個模式。
何時使用此模式
常規(guī)的 CRUD 操作不能很好的滿足需求時。
通常適用于座位預(yù)定系統(tǒng),如公交車、火車、會議、電影院等,或由購物車操作、支付等事件組成的電商系統(tǒng)。
當(dāng)需要強大的審計和事件回放來創(chuàng)建應(yīng)用的當(dāng)前和過去的狀態(tài)時。
何時不使用此模式
常規(guī)的 CRUD 操作足以滿足用戶需求時。
(待續(xù))
原文鏈接:
https://medium.com/better-programming/modern-day-architecture-design-patterns-for-software-professionals-9056ee1ed977
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