Suprasdamas,MikropaslaugosArchitektūra

Kai komandos pereina iš amonolitinis pritaikymasmikropaslaugų architektūrai, jie dažnai jaučia pasiekimų skubėjimą. Idėja suskaidyti programą į mažesnes, valdomas paslaugas, atrodo revoliucinga. Kiekviena paslauga gali būti kuriama, diegiama ir keičiama atskirai, todėl tai suteikia lankstumo ir spartos. Tačiau ištikus realaus pasaulio eismo šuoliams, jaudulys greitai gali virsti nusivylimu.

Nors mikropaslaugos leidžia nepriklausomai keisti mastelį ir diegti, daugelis komandų daro esminę klaidą: susieja visas paslaugas į vieną bendrą duomenų bazę. Tai veda į bendrą spąstą: paskirstytą monolitą. Ši architektūra gali sukelti didelių sunkumų keičiant mastelį, ypač esant didelei apkrovai.

Labai svarbu suprasti mikropaslaugų esmę. Mikropaslaugos yra skirtos supaprastinti taikomųjų programų kūrimą, padalijant ją į mažesnes, tikslines dalis. Kiekviena paslauga paprastai atlieka vieną funkciją ir bendrauja su kitomis per API. Šis modulinis metodas gali pagerinti techninę priežiūrą ir palengvinti atskirų komponentų atnaujinimą nepažeidžiant visos sistemos.

Kas yra paskirstytasis monolitas?

Paskirstytas monolitas atsiranda, kai bandote savarankiškai nustatyti paslaugų mastelį, tačiau visos jos priklauso nuo tos pačios duomenų bazės. Ši sąranka sukuria kliūtį, nes kiekviena paslauga siunčia užklausas į tą patį šaltinį. Štai kaip tai paprastai atsiskleidžia:

Kelių paslaugų užklausos perkeliamos į vieną duomenų bazę. Tai gali lemti didelį lygiagrečių užklausų kiekį ir perkrauti duomenų bazę.
Padidėjęs srautas sukelia duomenų bazės perkrovą, o tai gali sukelti sulėtėjimą ir skirtojo laiko pabaigą.
Iškyla delsos problemų, dėl kurių lėtas atsako laikas, o tai gali nuvilti vartotojus ir paveikti verslo našumą.

Trumpai tariant, net jei jūsų paslaugos gali padidėti, duomenų bazė negali neatsilikti. Dėl šio neatitikimo dažnai susidaro įspūdis, kad mikropaslaugos neveikia taip, kaip tikėtasi.

Iliuzija apieMastelio keitimas

Mikropaslaugos duoda viliojantį pažadą: kiekvieną sistemos dalį pakeiskite atskirai. Tačiau šis pažadas gali būti klaidinantis. Štai kas dažnai nutinka:

Paslaugos kuriamos ir diegiamos silosuose, todėl gali trūkti komandų koordinavimo.
Kiekviena paslauga sukurta taip, kad mastelis būtų horizontalus, o tai reiškia, kad galite pridėti daugiau paslaugos egzempliorių, kad galėtumėte valdyti padidėjusį apkrovą.
Visos paslaugos turi vieną duomenų bazės egzempliorių, todėl kyla ginčų ir našumo problemų.

Šis metodas sukuria situaciją, kai duomenų bazė yra perpildyta daugybės ryšių ir užklausų. Ne tai, kad pačios mikropaslaugos yra problemiškos; veikiau bendra duomenų bazė virsta krizės tašku. Pavyzdžiui, jei tarnybai A reikia nuskaityti duomenis, kai tarnyba B rašo duomenis, kyla ginčas, dėl kurio vėluojama.

Dėl to komandos gali skirti daugiau laiko duomenų bazės veikimo trikčių šalinimui, o ne naujų funkcijų kūrimui. Tai gali sukelti nusivylimą ir sumažėjusį produktyvumą.

Dažni duomenų bazės perkrovos simptomai

Kai jūsų programa plečiasi, galite pastebėti duomenų bazės įtempimo požymius. Anksti atpažinus šiuos simptomus galite apsisaugoti nuo didelių problemų. Įprasti ženklai apima:

Padidėjęs delsos laikas:Užklausos apdorojamos ilgiau, todėl pablogėja naudotojo patirtis.
Ryšio baseinasišsekimas:Duomenų bazė negali apdoroti paslaugų reikalaujamo vienu metu vykstančių jungčių skaičiaus.
Sandorių užraktai:Gali atsirasti per didelis užrakinimas, kuris neleidžia tęsti kitų operacijų.

Šie simptomai rodo ne tik laikiną sulėtėjimą; jie siūlo gilesnių problemų, susijusių su jūsų architektūros struktūra. Pavyzdžiui, jei jūsų paslaugoje yra daug skirtojo laiko, tai gali būti dėl to, kad duomenų bazė negali pakankamai greitai apdoroti užklausų.

Delsos šuolių supratimas

Vienas iš pirmųjų įspėjamųjų duomenų apie duomenų bazės perkrovą ženklų yra delsos šuoliai. Tai įvyksta be klaidų ar strigčių, bet pasireiškia kaip laipsniškas užklausų sulėtėjimas. Štai kaip ši situacija gali išsivystyti:

Paslauga A pristato naują galinį tašką, pridedant keletą užklausų, kurios padidina duomenų bazės apkrovą.
Paslauga B atlieka sudėtingą sujungimo operaciją, kuri padidina apkrovą, ypač jei duomenų bazė nėra optimizuota tokioms užklausoms.
Paslauga C apklausia duomenis kas kelias sekundes, dar labiau apmokestindama duomenų bazę ir apsunkindama problemą.

Atskirai šie pokyčiai gali atrodyti nekenksmingi. Tačiau kartu jie gali paversti jūsų duomenų bazę perpildytu subjektu, kuris stengiasi neatsilikti nuo paklausos. Praktinis pavyzdys galėtų būti paprasta el. prekybos programa, kurioje kelios paslaugos sąveikauja su produktų duomenų baze. Jei išsamios produkto informacijos paslauga užklausa informacijos apie produktą, kai užsakymų tarnyba bando rašyti naujus užsakymus, abi paslaugos gali labai vėluoti, jei duomenų bazė negali apdoroti tuo pačiu metu vykstančios įkrovos.

Pagrindiniai mikropaslaugų mastelio keitimo aspektai

🚫

Venkite bendrinamos duomenų bazės
Užkirsti kelią kliūtims teikiant paslaugų užklausas.

💾

Įdiekite talpyklos strategijas
Sumažinkite duomenų bazės apkrovą ir pagerinkite atsako laiką.

🔑

Užtikrinti duomenų nuosavybės teisę
Paskirkite tarnyboms aiškias duomenų pareigas.

🌉

Naudokite API šliuzus
Tvarkykite eismą ir gerinkite paslaugų ryšį.

⏳

Stebėkite delsos problemas
Nustatykite ir išspręskite lėto atsako laiką.

Stebėjimo įrankiai gali būti neįtikėtinai naudingi nustatant šiuos delsos šuolius. Tokie įrankiai kaip „New Relic“ arba „Datadog“ suteikia įžvalgų apie duomenų bazės veikimą ir padeda komandoms nustatyti tikslią lėtėjimo priežastį.

Mastelio keitimo paslaugų poveikis

Paslaugos mastelis gali sukelti netikėtų iššūkių. Pavyzdžiui, paslaugų atvejų skaičiaus padidinimas nuo 2 iki 20 gali turėti keletą pasekmių:

Daugiau atvirų jungčių:Kiekvienam naujam paslaugos egzemplioriui reikalingas ryšys su duomenų baze, todėl vienu metu jungiamasi daugiau.
Padidėjęs neaktyvių operacijų skaičius:Šios operacijos gali eikvoti išteklius, todėl duomenų bazė sulėtėja.
Didesnė ginčo užrakinimo tikimybė:Kai į duomenų bazę bandoma rašyti keli egzemplioriai, gali atsirasti užraktų, dėl kurių vėluojama.

Nors jūsų programa gali pranešti, kad paslaugos delsa yra priimtina, realybė yra tokia, kad jūsų duomenų bazė kovoja su užklausų antplūdžiu. Svarbu pripažinti, kad mastelio keitimo paslaugos nėra tolygios duomenų bazės mastelio keitimui.

Apsvarstykite galimybę įdiegti ryšių telkimo strategijas, kad galėtumėte efektyviau valdyti ryšius. Pavyzdžiui, naudojant ryšių telkinio tvarkyklę, pvz., HikariCP, galima apriboti lygiagrečių jungčių skaičių ir užtikrinti, kad jūsų duomenų bazė ir toliau reaguoja.

KodėlTalpyklanėra pilnas sprendimas

Šiuo metu kažkas paprastai siūlo įdiegti talpyklą kaip sprendimą. Nors talpyklos kaupimas iš tikrųjų gali pagreitinti atsakymus, tai neišsprendžia pagrindinės problemos:

Rašymui vis tiek reikalinga prieiga prie tos pačios duomenų bazės:Talpykloje esantys skaitymai gali pagerinti našumą, tačiau rašymo operacijos vis tiek patenka į duomenų bazę.
Talpyklos panaikinimas gali tapti sudėtinga užduotimi:Talpyklos sinchronizavimas su duomenų baze gali sukelti neatitikimų.
Duomenų nuoseklumą įvairiose paslaugose gali būti sudėtinga išlaikyti:Skirtingos paslaugos gali turėti skirtingas talpyklos būsenas, todėl duomenys pasenę.

Iš esmės talpyklos kaupimas veikia kaip laikinas pataisymas, o ne struktūrinis sprendimas. Tai gali palengvinti kai kuriuos simptomus, bet neišspręs pagrindinės bendros duomenų bazės perkrovos problemos. Praktinis būdas būtų įdiegti paskirstytą talpyklos mechanizmą, pvz., Redis arba Memcached. Tačiau svarbu kruopščiai sukurti talpyklos strategiją, kad išvengtumėte spąstų.

Pavyzdžiui, galite apsvarstyti talpyklos pašalinimo modelį, kai programa pirmiausia patikrina, ar talpykloje nėra duomenų, prieš pateikdama užklausą duomenų bazėje. Jei duomenų nerasta, juos galima nuskaityti iš duomenų bazės ir įtraukti į talpyklą. Šis metodas gali padėti sumažinti jūsų duomenų bazės apkrovą ir užtikrinti, kad dažnai pasiekiami duomenys būtų lengvai pasiekiami.

Pagrindinė problema: bendra duomenų bazės nuosavybė

Pagrindinė daugelio mikro paslaugų architektūrų problema yra bendroji duomenų bazės nuosavybė. Ši sąranka sukelia komplikacijų ir neveiksmingumo:

Tvirtai susietos paslaugos:Kiekviena paslauga yra glaudžiai susieta su duomenų bazės schema, todėl sunku pakeisti vieną, nepažeidžiant kitų.
Vienos paslaugos pakeitimai gali netyčia paveikti kitas:Jei viena paslauga pakeičia duomenų bazės schemą, ji gali sutrikdyti kitų paslaugų funkcionalumą.
Padidėja operacijos sudėtingumas:Augant paslaugų skaičiui, prieigos prie duomenų bazės valdymas ir našumo užtikrinimas tampa vis sudėtingesnis.

Norint iš tikrųjų pasinaudoti mikropaslaugų teikiamais pranašumais, labai svarbu permąstyti, kaip duomenys tvarkomi ir pasiekiami. Vienas iš veiksmingų sprendimų yra naudoti mikropaslaugų duomenų valdymo modelį, kai kiekvienai paslaugai priklauso savo duomenys. Šis metodas gali pašalinti bendros duomenų bazės problemą ir užtikrinti efektyvesnę paslaugų sąveiką.

Pavyzdžiui, jei turite naudotojo paslaugą, užsakymo paslaugą ir produkto paslaugą, kiekviena gali turėti savo duomenų bazę. Vartotojų tarnyba tvarko vartotojo duomenis, užsakymų tarnyba – užsakymo informaciją, o prekių servisas rūpinasi prekių detalėmis. Šis atskyrimas leidžia kiekvienai paslaugai atskirai keistis, nesukeliant kliūties bendroje duomenų bazėje.

Efektyvaus mikropaslaugų mastelio keitimo strategijos

Norėdami efektyviai valdyti mikro paslaugų architektūrą, apsvarstykite šias strategijas:

Decentralizuokite duomenų nuosavybę:Kiekviena paslauga turėtų turėti savo duomenis, sumažinant susiejimą ir leidžiantį nepriklausomą mastelį.
Įdiekite API šliuzus:Naudokite šliuzus užklausoms valdyti ir tiesioginei duomenų bazių sąveikai sumažinti. Tai gali padėti supaprastinti ryšį tarp tarnybų.
Naudokite įvykių šaltinį:Užfiksuokite pakeitimus kaip įvykius, leidžiančius paslaugoms reaguoti be tiesioginės prieigos prie duomenų bazės. Tai gali paskatinti labiau reaguojančią architektūrą.
Apsvarstykite duomenų bazės bendrinimą:Padalinkite duomenų bazę į mažesnes, lengviau valdomas dalis. Tai leidžia skirtingoms tarnyboms sąveikauti su savo duomenų bazės skeveldromis ir sumažina ginčus.
Užklausų optimizavimas:Įsitikinkite, kad jūsų duomenų bazės užklausos yra veiksmingos. Analizuokite ir atnaujinkite lėtas užklausas, kad sumažintumėte jų poveikį našumui.

Šie metodai gali padėti sušvelninti bendros duomenų bazės keliamus iššūkius, kartu išlaikant mikropaslaugų pranašumus.

Efektyvus mikropaslaugų mastelis

Atsiejimo paslaugos

Užtikrinti, kad paslaugos veiktų nepriklausomai.

Platinti duomenų bazes

Kiekvienai paslaugai priskirkite atskiras duomenų bazes.

Optimizavimo užklausos

Sumažinkite vienu metu teikiamų užklausų skaičių.

Įdiekite apkrovos balansavimą

Tolygiai paskirstykite srautą tarp paslaugų.

Sėkmingo mikropaslaugų diegimo pavyzdžiai

Kelios organizacijos sėkmingai įdiegė mikropaslaugas, išvengdamos duomenų bazės perkrovos. Pavyzdžiui:

„Netflix“:Naudoja mikropaslaugų ir nepriklausomos duomenų saugyklos derinį, kad palaikytų didelę srauto apkrovą. Jie naudoja unikalią duomenų strategiją, leidžiančią efektyviai valdyti savo didelio masto infrastruktūrą.
Uber:Įgyvendina įvykiais pagrįstą architektūrą, leidžiančią paslaugoms bendrauti be tiesioginių duomenų bazių priklausomybių. Ši architektūra leidžia jiems sklandžiai tvarkyti milijonus važiavimų ir operacijų.

Abi bendrovės iliustruoja, kaip tinkamas duomenų valdymas gali lemti sėkmingą mikropaslaugų mastelį. Jie nustatė pramonės standartus, kaip mikropaslaugos gali būti efektyviai naudojamos didelės apimties programose.

Be šių pavyzdžių, sėkmės sulaukė ir mažesnės įmonės. Pavyzdžiui, startuolis gali naudoti mikropaslaugas, kad sukurtų paprastą el. prekybos platformą, kurioje kiekviena paslauga tvarko konkretų aspektą, pvz., mokėjimus, produktų sąrašus ar vartotojų paskyras. Užtikrindami, kad kiekviena paslauga turėtų savo duomenų bazę, jos gali pagal poreikį pakeisti kiekvienos dalies mastelį, nesukeldamos kliūčių duomenų bazės sluoksnyje.

Išvada

Apibendrinant galima pasakyti, kad nors mikropaslaugos siūlo kelią į keičiamo dydžio architektūrą, jos taip pat gali sukelti didelių iššūkių, kai jos derinamos su bendra duomenų baze. Šios sąrankos apribojimų supratimas yra labai svarbus norint išvengti spąstų, kurie gali trukdyti našumui. Gerai suprojektuotas mikro paslaugų sprendimas gali padidinti jūsų programų judrumą ir reagavimą.

Jei norite pasinerti į savo mikro paslaugų architektūros optimizavimą, apsvarstykite galimybę ištirti tokius įrankius kaipNemokamas internetinis diagramų kūrėjasduomenų vizualizavimui. Decentralizuodami duomenų nuosavybę ir permąstydami, kaip paslaugos sąveikauja su duomenų baze, galite pasiekti tikrai keičiamo dydžio mikropaslaugų architektūrą.