REL04-BP02 Implementar dependências com acoplamento fraco
As dependências, como sistemas de enfileiramento, sistemas de streaming, fluxos de trabalho e balanceadores de carga, têm acoplamento fraco. O acoplamento fraco ajuda a isolar o comportamento de um componente de outros componentes que dependem dele, aumentando a resiliência e a agilidade.
Dependências de desacoplamento, como sistemas de filas, sistemas de streaming e fluxos de trabalho, ajudam a minimizar o impacto de alterações ou falhas em um sistema. Essa separação impede o comportamento de um componente de afetar outros que dependem dele, melhorando a resiliência e a agilidade.
Em sistemas fortemente acoplados, alterações em um componente podem exigir mudanças em outros componentes que dependem dele, o que resulta em performance degradada em todos eles. O acoplamento fraco interrompe essa dependência para que os componentes dependentes só precisem saber a interface versionada e publicada. A implementação de um acoplamento fraco entre dependências isola uma falha em uma dependência para não afetar a outra.
O acoplamento fraco permite modificar o código ou adicionar recursos a um componente, minimizando o risco para outros componentes que dependem dele. Ele também permite resiliência granular em nível de componente, caso em que é possível aumentar a escala horizontalmente ou até mesmo alterar a implementação subjacente da dependência.
Para melhorar ainda mais a resiliência por meio do acoplamento fraco, torne as interações de componentes assíncronas sempre que possível. Esse modelo é adequado para qualquer interação que não precise de uma resposta imediata e em que uma confirmação de que uma solicitação foi registrada será suficiente. Envolve um componente que gera eventos e outro que os consome. Os dois componentes não se integram por meio de interação direta ponto a ponto, mas geralmente por meio de uma camada de armazenamento durável intermediária, como uma fila do Amazon SQS, uma plataforma de dados de streaming, como o Amazon Kinesis, ou o AWS Step Functions.
Figura 4: Dependências como sistemas de enfileiramento e balanceadores de carga têm acoplamento fraco
As filas do Amazon SQS e os AWS Step Functions são apenas duas maneiras de adicionar uma camada intermediária para acoplamento fraco. As arquiteturas orientadas a eventos também podem ser criadas na Nuvem AWS com o Amazon EventBridge, que pode abstrair clientes (produtores de eventos) dos serviços dos quais eles dependem (consumidores de eventos). O Amazon Simple Notification Service (Amazon SNS) é uma solução eficaz quando você precisa de mensagens de alto throughput, baseadas em push e muitos para muitos. Usando tópicos do Amazon SNS, seus sistemas de publicadores podem enviar mensagens para um grande número de endpoints assinantes para processamento paralelo.
Embora as filas ofereçam várias vantagens, na maioria dos sistemas complexos em tempo real, as solicitações mais antigas do que um tempo limite (geralmente segundos) devem ser consideradas obsoletas (o cliente desistiu e não está mais esperando por uma resposta) e não devem ser processadas. Dessa forma, as solicitações mais recentes (e provavelmente ainda válidas) podem ser processadas.
Resultado desejado: a implementação de dependências com acoplamento fraco permite minimizar a área de superfície de falha em um nível de componente, o que ajuda a diagnosticar e resolver problemas. Ela também simplifica os ciclos de desenvolvimento, permitindo que as equipes implementem mudanças em um nível modular sem impactar a performance de outros componentes que dependem delas. Essa abordagem fornece a capacidade de aumentar a escala horizontalmente em nível de componente com base nas necessidades dos recursos, bem como na utilização de um componente que contribui para a redução de custos.
Práticas comuns que devem ser evitadas:
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Implantar uma workload monolítica.
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Invocar diretamente as APIs entre níveis de workload sem recurso de failover ou processamento assíncrono da solicitação.
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Acoplamento forte usando dados compartilhados. Sistemas com acoplamento fraco devem evitar o compartilhamento de dados por meio de bancos de dados compartilhados ou outras formas de armazenamento de dados com acoplamento forte, o que pode reintroduzir o acoplamento forte e impedir a escalabilidade.
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Ignorar a pressão contrária. A workload deve ter a capacidade de diminuir ou interromper a entrada de dados quando um componente não puder processá-los na mesma velocidade.
Benefícios de implementar esta prática recomendada: o acoplamento fraco ajuda a isolar o comportamento de um componente de outros componentes que dependem dele, aumentando a resiliência e a agilidade. Uma falha em um componente é isolada dos demais.
Nível de risco exposto se esta prática recomendada não for estabelecida: Alto
Orientação para implementação
Implemente dependências com acoplamento fraco. Existem várias soluções que permitem criar aplicações com acoplamento fraco. Isso inclui serviços para implementar filas totalmente gerenciadas, fluxos de trabalho automatizados, reação a eventos e APIs, entre outros, que podem ajudar a isolar o comportamento de componentes de outros componentes e, dessa forma, aumentar a resiliência e a agilidade.
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Crie arquiteturas orientadas a eventos: o Amazon EventBridge ajuda você a criar arquiteturas orientadas a eventos distribuídas e com acoplamento fraco.
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Implemente filas em sistemas distribuídos: é possível usar o Amazon Simple Queue Service (Amazon SQS) para integrar e desacoplar sistemas distribuídos.
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Containerize componentes na forma de microsserviços: os microsserviços
permitem que as equipes criem aplicações formadas por pequenos componentes independentes que se comunicam por meio de APIs bem definidas. O Amazon Elastic Container Service (Amazon ECS) e o Amazon Elastic Kubernetes Service (Amazon EKS) podem ajudar você a começar a usar contêineres mais rápido. -
Gerencie fluxos de trabalho com Step Functions: o Step Functions
ajuda você a coordenar vários serviços da AWS em fluxos de trabalho flexíveis. -
Utilize as arquiteturas de mensagens publicador-assinante (pub/sub): o Amazon Simple Notification Service (Amazon SNS) fornece entrega de mensagens de publicadores para assinantes (também conhecidos como produtores e consumidores).
Etapas de implementação
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Os componentes em uma arquitetura orientada a eventos são iniciados por eventos. Eventos são ações que ocorrem em um sistema, como um usuário que adiciona um item a um carrinho. Quando uma ação é bem-sucedida, um evento que aciona o próximo componente do sistema é gerado.
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Os sistemas de mensagens distribuídos têm três partes principais que precisam ser implementadas para uma arquitetura baseada em fila. Eles incluem componentes do sistema distribuído, a fila usada para desacoplamento (distribuída em servidores do Amazon SQS) e as mensagens na fila. Um sistema típico tem produtores que iniciam a mensagem na fila e o consumidor que recebe a mensagem da fila. A fila armazena as mensagens em vários servidores do Amazon SQS para fins de redundância.
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Os microsserviços, quando bem utilizados, melhoram a capacidade de manutenção e aumentam a escalabilidade, pois os componentes com acoplamento fraco são gerenciados por equipes independentes. Isso também permite o isolamento de comportamentos em um único componente em caso de alterações.
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Com o AWS Step Functions é possível criar aplicações distribuídas, automatizar processos, orquestrar microsserviços, entre outras coisas. A orquestração de vários componentes em um fluxo de trabalho automatizado permite desacoplar as dependências na aplicação.
Recursos
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