REL04-BP02 Implementieren lose gekoppelter Abhängigkeiten - Säule der Zuverlässigkeit
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REL04-BP02 Implementieren lose gekoppelter Abhängigkeiten

Abhängigkeiten etwa zwischen Warteschlangensystemen, Streaming-Systemen, Workflows und Load Balancern sind lose gekoppelt. Eine lose Verkoppelung hilft, das Verhalten einer Komponente von anderen Komponenten zu isolieren, die von ihr abhängig sind. Dies verbessert Resilienz und Agilität.

Die Entkopplung von Abhängigkeiten wie Warteschlangensystemen, Streaming-Systemen und Workflows trägt dazu bei, die Auswirkungen von Änderungen oder Ausfällen auf ein System zu minimieren. Durch diese Trennung wird das Verhalten einer Komponente von Auswirkungen auf andere, die von ihr abhängig sind, isoliert und so die Widerstandsfähigkeit und Agilität verbessert.

In eng gekoppelten Systemen können Änderungen an einer Komponente Änderungen an anderen Komponenten erforderlich machen, die von ihr abhängen, was die Leistung aller Komponenten beeinträchtigt. Die lose Verkopplung unterbricht diese Abhängigkeit, sodass abhängige Komponenten nur die versionierte und veröffentlichte Schnittstelle kennen müssen. Die Implementierung einer losen Verkopplung zwischen Abhängigkeiten isoliert einen Ausfall. So wird verhindert, dass er sich auf andere Komponenten auswirkt.

Die lose Verkoppelung ermöglicht Ihnen, einer Komponente zusätzlichen Code oder Features hinzuzufügen und gleichzeitig das Risiko für Komponenten zu minimieren, die von ihr abhängig sind. Sie ermöglicht auch eine granulare Ausfallsicherheit auf Komponentenebene, bei der Sie die zugrunde liegende Implementierung der Abhängigkeit aufskalieren oder sogar ändern können.

Um die Ausfallsicherheit durch lose Verkopplung weiter zu verbessern, legen Sie Komponenten-Interaktionen nach Möglichkeit als asynchron fest. Dieses Modell eignet sich für jede Interaktion, bei der keine sofortige Antwort benötigt wird, sondern die Bestätigung ausreicht, dass eine Anfrage registriert wurde. Es umfasst eine Komponente, die Ereignisse generiert, und eine andere Komponente, die sie konsumiert. Die beiden Komponenten lassen sich nicht durch direkte Punkt-zu-Punkt-Interaktion integrieren, sondern in der Regel über eine temporäre, robuste Speicherschicht, z. B. eine Amazon SQS-Warteschlange oder eine Streaming-Datenplattform wie Amazon Kinesis oder AWS Step Functions.

Diagramm zeigt Abhängigkeiten, etwa zwischen Warteschlangensystemen und Load Balancer, die lose gekoppelt sind

Abbildung 4: Abhängigkeiten etwa zwischen Warteschlangensystemen und Load Balancer sind lose gekoppelt

Amazon SQS-Warteschlangen und AWS Step Functions sind nur zwei Möglichkeiten, um eine Zwischenschicht für lose Verkopplung hinzuzufügen. Ereignisgesteuerte Architekturen können auch in der AWS Cloud mithilfe von Amazon EventBridge erstellt werden, das Clients (Ereignisproduzenten) von den Services abstrahieren kann, auf die sie angewiesen sind (Ereigniskonsumenten). Amazon Simple Notification Service (Amazon SNS) ist eine effektive Lösung, wenn Sie Push-basiertes M-zu-N-Messaging mit hohem Durchsatz benötigen. Mithilfe von Amazon SNS-Themen können Ihre Publisher-Systeme Nachrichten zur parallelen Verarbeitung an eine große Anzahl von Subscriber-Endpunkten senden.

Warteschlangen bieten zwar mehrere Vorteile, doch Anfragen, die älter als ein Schwellenwert sind (oft Sekunden), sollten in den meisten harten Echtzeitsystemen als veraltet betrachtet (der Client hat aufgegeben und wartet nicht mehr auf eine Antwort) und nicht verarbeitet werden. Auf diese Weise können stattdessen neuere (und wahrscheinlich noch gültige Anfragen) verarbeitet werden.

Gewünschtes Ergebnis: Wenn Sie lose gekoppelte Abhängigkeiten implementieren, können Sie die Fehlerfläche auf Komponentenebene minimieren, was die Diagnose und Lösung von Problemen erleichtert. Außerdem vereinfacht es die Entwicklungszyklen, da die Teams Änderungen auf modularer Ebene implementieren können, ohne die Leistung anderer Komponenten, die davon abhängen, zu beeinträchtigen. Dieser Ansatz ermöglicht eine Aufskalierung auf Komponentenebene auf Grundlage des Ressourcenbedarfs sowie der Auslastung einer Komponente und trägt so zur Kosteneffizienz bei.

Typische Anti-Muster:

  • Bereitstellen eines monolithischen Workloads.

  • APIs werden zwischen Workload-Ebenen direkt aufgerufen, ohne Möglichkeit eines Failovers oder einer asynchronen Verarbeitung der Anfrage.

  • Enge Verknüpfung mithilfe gemeinsam genutzter Daten. Lose gekoppelte Systeme sollten die gemeinsame Nutzung von Daten durch gemeinsam genutzte Datenbanken oder andere Formen der eng gekoppelten Datenspeicherung vermeiden, da dies wieder zu einer engen Verknüpfung führen und die Skalierbarkeit behindern kann.

  • Gegendruck wird ignoriert. Ihr Workload sollte in der Lage sein, die eingehenden Daten zu verlangsamen oder zu stoppen, wenn eine Komponente sie nicht mit der gleichen Geschwindigkeit verarbeiten kann.

Vorteile der Nutzung dieser bewährten Methode: Eine lose Verkoppelung hilft dabei, das Verhalten einer Komponente von anderen Komponenten zu isolieren, die von ihr abhängen, wodurch die Resilienz und Agilität erhöht werden. Fehler in einer Komponente sind von anderen isoliert.

Risikostufe, wenn diese bewährte Methode nicht eingeführt wird: Hoch

Implementierungsleitfaden

Implementieren lose gekoppelter Abhängigkeiten. Es gibt verschiedene Lösungen, mit denen Sie lose gekoppelte Anwendungen erstellen können. Dazu gehören u. a. Services für die Implementierung vollständig verwalteter Warteschlangen, automatisierter Workflows, die Reaktion auf Ereignisse und APIs, die dazu beitragen können, das Verhalten von Komponenten gegenüber anderen Komponenten zu isolieren und so die Ausfallsicherheit und Agilität zu erhöhen.

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