Arsitektur Event Sourcing: Pembahasan Mendalam tentang Sistem Penyimpanan Domain Event

Event Sourcing adalah pola arsitektur di mana status aplikasi ditentukan oleh urutan event. Alih-alih menyimpan status entitas saat ini, kita menyimpan serangkaian event immutable yang mewakili perubahan pada entitas tersebut. Postingan blog ini akan membahas arsitektur Event Sourcing secara detail, dengan fokus khusus pada sistem penyimpanan domain event.

Apa itu Event Sourcing?

Dalam sistem tradisional, status entitas saat ini disimpan langsung dalam database. Ketika pembaruan terjadi, catatan yang ada dimodifikasi atau ditimpa. Pendekatan ini berfungsi dengan baik untuk banyak aplikasi, tetapi memiliki keterbatasan ketika:

• Audit dan pelacakan riwayat sangat penting.
• Transisi status yang kompleks perlu direkonstruksi.
• Propagasi data waktu nyata dan arsitektur berbasis event diperlukan.

Event Sourcing mengatasi keterbatasan ini dengan menyimpan setiap perubahan status sebagai event immutable. Event-event ini disimpan dalam event store append-only. Untuk merekonstruksi status entitas saat ini, event diputar ulang dalam urutan terjadinya. Anggap saja seperti buku besar, di mana setiap transaksi dicatat, dan saldo dihitung dengan menjumlahkan semua transaksi.

Konsep Utama

• Domain Event: Fakta yang mewakili sesuatu yang telah terjadi di domain. Ini adalah catatan immutable dari perubahan status. Contohnya termasuk OrderCreated, OrderShipped, PaymentReceived.
• Event Store: Penyimpanan data append-only yang dioptimalkan untuk menyimpan dan mengambil domain event. Ini menyediakan mekanisme untuk persistensi, pengambilan, dan langganan event.
• Event Handlers: Komponen yang bereaksi terhadap domain event. Mereka dapat memperbarui read model, memicu integrasi eksternal, atau melakukan tindakan lain.
• Read Models: Representasi data yang didenormalisasi dan dioptimalkan untuk pola kueri tertentu. Mereka diperbarui oleh event handler dan menyediakan tampilan data read-only.
• Snapshotting: Teknik yang digunakan untuk mengoptimalkan rekonstruksi status dengan menyimpan status entitas saat ini secara berkala. Saat merekonstruksi status, sistem memuat snapshot terbaru dan memutar ulang hanya event yang terjadi setelah snapshot diambil.

Manfaat Event Sourcing

Event Sourcing menawarkan beberapa keuntungan dibandingkan arsitektur CRUD (Create, Read, Update, Delete) tradisional:

• Jejak Audit Lengkap: Setiap perubahan status dicatat sebagai event, menyediakan riwayat komprehensif data aplikasi. Ini sangat berharga untuk audit, debugging, dan kepatuhan.
• Kueri Temporal: Kemampuan untuk mengueri status entitas pada titik waktu tertentu. Ini memungkinkan analisis dan pelaporan historis. Misalnya, Anda dapat menentukan jumlah pesanan yang ditempatkan di wilayah tertentu pada tanggal tertentu.
• Penyederhanaan Debugging: Dengan memutar ulang event, Anda dapat membuat ulang status aplikasi di masa lalu, sehingga lebih mudah untuk mengidentifikasi dan memperbaiki bug.
• Peningkatan Performa untuk Operasi Tertentu: Meskipun merekonstruksi status bisa lebih lambat, memperbarui read model dapat sangat dioptimalkan untuk pola kueri tertentu.
• Arsitektur Berbasis Event: Event Sourcing secara alami selaras dengan arsitektur berbasis event, memungkinkan propagasi data waktu nyata dan integrasi dengan sistem lain.
• Evolusi yang Lebih Mudah: Menambahkan fitur baru atau memodifikasi yang sudah ada seringkali lebih mudah karena Anda dapat dengan mudah menambahkan event handler baru tanpa memengaruhi aliran event yang ada.
• Peningkatan Skalabilitas: Mendistribusikan pemrosesan event di beberapa node dapat meningkatkan skalabilitas dan ketahanan.

Tantangan Event Sourcing

Event Sourcing juga menghadirkan beberapa tantangan yang perlu dipertimbangkan dengan cermat:

• Kompleksitas: Mengimplementasikan Event Sourcing membutuhkan pola pikir yang berbeda dan pemahaman yang lebih dalam tentang pemodelan domain dan prinsip-prinsip berbasis event.
• Konsistensi Akhir: Read model pada akhirnya konsisten dengan event store, yang dapat menyebabkan penundaan dan inkonsistensi dalam antarmuka pengguna. Strategi untuk menangani konsistensi akhir, seperti penguncian optimis atau transaksi kompensasi, perlu diimplementasikan.
• Versioning Event: Saat aplikasi berkembang, struktur domain event dapat berubah. Strategi untuk menangani versioning event, seperti migrasi event atau evolusi skema, perlu diimplementasikan untuk memastikan kompatibilitas mundur.
• Rekonstruksi Status: Merekonstruksi status entitas dengan memutar ulang event dapat memakan waktu, terutama untuk entitas dengan sejumlah besar event. Snapshotting dapat membantu mengurangi masalah ini.
• Memilih Event Store yang Tepat: Memilih event store yang sesuai yang memenuhi persyaratan performa, skalabilitas, dan keandalan aplikasi sangat penting.

Sistem Penyimpanan Domain Event: Tinjauan Perbandingan

1. Database Relasional (SQL)

Database relasional seperti PostgreSQL, MySQL, dan SQL Server dapat digunakan sebagai event store. Meskipun mereka menawarkan properti ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) dan konsistensi data yang kuat, mereka mungkin bukan pilihan yang paling efisien untuk pemrosesan event throughput tinggi.

Pro:

• Properti ACID: Memastikan integritas dan konsistensi data.
• Teknologi Matang: Teknologi yang mapan dengan peralatan dan dukungan yang luas.
• Keakraban: Sebagian besar pengembang akrab dengan database relasional.
• Konsistensi yang Kuat: Menyediakan jaminan konsistensi yang kuat.

Kontra:

• Hambatan Performa: Dapat menjadi hambatan performa untuk aliran event volume tinggi.
• Tantangan Evolusi Skema: Menangani perubahan skema bisa jadi kompleks dan membutuhkan perencanaan yang cermat.
• Batasan Skalabilitas: Menskalakan database relasional bisa jadi sulit, terutama untuk beban kerja tulis berat.
• Tidak Dioptimalkan untuk Operasi Append-Only: Database relasional tidak dirancang khusus untuk operasi append-only, yang dapat memengaruhi performa.

Contoh Implementasi (PostgreSQL):

Buat tabel untuk menyimpan domain event:

            CREATE TABLE events (
  event_id UUID PRIMARY KEY,
  aggregate_id UUID NOT NULL,
  event_type VARCHAR(255) NOT NULL,
  event_data JSONB NOT NULL,
  created_at TIMESTAMP WITHOUT TIME ZONE NOT NULL DEFAULT (NOW() AT TIME ZONE 'utc')
);

            

              
                Copy
              
            
          

Sisipkan event baru:

            INSERT INTO events (event_id, aggregate_id, event_type, event_data)
VALUES (uuid_generate_v4(), 'a1b2c3d4-e5f6-7890-1234-567890abcdef', 'OrderCreated', '{"orderId": "ORD-123", "customerId": "CUST-456", "amount": 100}');

            

              
                Copy
              
            
          

2. Database NoSQL

Database NoSQL, seperti MongoDB, Cassandra, dan Couchbase, menawarkan lebih banyak fleksibilitas dan skalabilitas dibandingkan dengan database relasional. Mereka sangat cocok untuk menangani aliran event volume tinggi, tetapi mereka mungkin memberikan jaminan konsistensi data yang lebih lemah.

Pro:

• Skalabilitas: Dirancang untuk skalabilitas horizontal dan dapat menangani volume data yang besar.
• Fleksibilitas: Skema tanpa skema atau skema fleksibel memungkinkan versioning event yang lebih mudah.
• Performa: Dioptimalkan untuk operasi baca dan tulis throughput tinggi.
• Hemat Biaya: Bisa lebih hemat biaya daripada database relasional untuk beban kerja tertentu.

Kontra:

• Konsistensi Akhir: Dapat memberikan jaminan konsistensi data yang lebih lemah dibandingkan dengan database relasional.
• Kompleksitas: Membutuhkan pemahaman yang lebih dalam tentang konsep database NoSQL dan teknik pemodelan data.
• Kematangan: Beberapa database NoSQL kurang matang dibandingkan dengan database relasional.
• Batasan Kueri: Kemampuan kueri mungkin terbatas dibandingkan dengan database relasional.

Contoh Implementasi (MongoDB):

Simpan domain event dalam koleksi:

            {
  "event_id": "a1b2c3d4-e5f6-7890-1234-567890abcdef",
  "aggregate_id": "f1g2h3i4-j5k6-l7m8-n9o0-p1q2r3s4t5uv",
  "event_type": "OrderCreated",
  "event_data": {
    "orderId": "ORD-123",
    "customerId": "CUST-456",
    "amount": 100
  },
  "created_at": ISODate("2023-10-27T10:00:00.000Z")
}

            

              
                Copy
              
            
          

3. Event Store Khusus

Event store khusus, seperti EventStoreDB dan AxonDB, dirancang khusus untuk Event Sourcing. Mereka menyediakan fitur seperti penyimpanan append-only, versioning event, dan manajemen stream. Database ini biasanya merupakan pilihan terbaik jika Anda serius tentang event sourcing.

Pro:

• Dioptimalkan untuk Event Sourcing: Dirancang khusus untuk event sourcing dengan fitur seperti penyimpanan append-only, manajemen stream, dan versioning event.
• Performa Tinggi: Dioptimalkan untuk pemrosesan event throughput tinggi.
• Penanganan Konsistensi Akhir: Mekanisme bawaan untuk menangani konsistensi akhir.
• Manajemen Stream: Menyederhanakan manajemen dan kueri stream event.

Kontra:

• Vendor Lock-in: Dapat memperkenalkan vendor lock-in.
• Biaya: Bisa lebih mahal daripada opsi lain.
• Kurva Pembelajaran: Membutuhkan pembelajaran teknologi baru.
• Adopsi Terbatas: Kurang banyak diadopsi daripada database relasional dan NoSQL.

Contoh Implementasi (EventStoreDB):

EventStoreDB menggunakan stream untuk menyimpan event. Anda dapat menambahkan event ke stream menggunakan pustaka klien EventStoreDB.

4. Antrean Pesan (Kafka, RabbitMQ)

Antrean pesan seperti Apache Kafka dan RabbitMQ dapat digunakan sebagai event store, terutama dalam hubungannya dengan kerangka kerja pemrosesan stream. Mereka menyediakan throughput tinggi, skalabilitas, dan toleransi kesalahan, menjadikannya cocok untuk aplikasi berbasis event skala besar. Namun, mereka umumnya digunakan lebih sebagai mekanisme transportasi sementara daripada penyimpanan persisten.

Pro:

• Throughput Tinggi: Dirancang untuk pemrosesan pesan throughput tinggi.
• Skalabilitas: Sangat scalable dan dapat menangani volume event yang besar.
• Toleransi Kesalahan: Mekanisme toleransi kesalahan bawaan.
• Pemrosesan Waktu Nyata: Memungkinkan pemrosesan event waktu nyata.

Kontra:

• Kompleksitas: Membutuhkan pemahaman yang lebih dalam tentang konsep antrean pesan dan kerangka kerja pemrosesan stream.
• Ketahanan Data: Ketahanan data perlu dikonfigurasi dengan hati-hati.
• Pemutaran Ulang Event: Memutar ulang event bisa lebih kompleks daripada dengan event store khusus.
• Jaminan Pemesanan: Jaminan pemesanan mungkin terbatas tergantung pada konfigurasi.

Contoh Implementasi (Apache Kafka):

Publikasikan domain event ke topik Kafka:

            // Konfigurasi produser
Properties props = new Properties();
props.put("bootstrap.servers", "localhost:9092");
props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");

Producer<String, String> producer = new KafkaProducer<>(props);

// Buat catatan
ProducerRecord<String, String> record = new ProducerRecord<>("order-events", "ORD-123", "{"event_type": "OrderCreated", "customerId": "CUST-456", "amount": 100}");

// Kirim catatan
producer.send(record);

producer.close();

            

              
                Copy
              
            
          

5. Event Store Berbasis Cloud

Penyedia cloud menawarkan layanan event store terkelola, seperti Azure Event Hubs, AWS Kinesis, dan Google Cloud Pub/Sub. Layanan ini menyediakan skalabilitas, keandalan, dan kemudahan penggunaan, menjadikannya pilihan yang baik untuk aplikasi cloud-native.

Pro:

• Skalabilitas: Sangat scalable dan dapat menangani volume event yang besar.
• Keandalan: Keandalan dan toleransi kesalahan bawaan.
• Kemudahan Penggunaan: Layanan terkelola menyederhanakan penerapan dan pemeliharaan.
• Integrasi: Integrasi tanpa batas dengan layanan cloud lainnya.

Kontra:

• Vendor Lock-in: Memperkenalkan vendor lock-in.
• Biaya: Bisa lebih mahal daripada solusi yang dikelola sendiri.
• Latensi: Latensi jaringan dapat memengaruhi performa.
• Kontrol: Lebih sedikit kontrol atas infrastruktur yang mendasarinya.

Pertimbangan Performa

Performa adalah faktor penting saat memilih sistem penyimpanan domain event. Berikut adalah beberapa pertimbangan performa yang perlu diingat:

• Throughput Tulis: Kemampuan untuk menangani volume event masuk yang tinggi.
• Latensi Baca: Waktu yang dibutuhkan untuk mengambil event dan merekonstruksi status entitas.
• Konkurensi: Kemampuan untuk menangani operasi baca dan tulis konkuren.
• Kapasitas Penyimpanan: Jumlah penyimpanan yang diperlukan untuk menyimpan event.
• Latensi Jaringan: Latensi antara aplikasi dan event store.

Untuk mengoptimalkan performa, pertimbangkan teknik berikut:

• Batching: Mengelompokkan event sebelum menuliskannya ke event store dapat meningkatkan throughput tulis.
• Caching: Menyimpan event yang sering diakses dapat mengurangi latensi baca.
• Snapshotting: Snapshotting dapat mengurangi jumlah event yang perlu diputar ulang saat merekonstruksi status entitas.
• Pengindeksan: Mengindeks event berdasarkan ID agregat dan atribut relevan lainnya dapat meningkatkan performa kueri.
• Sharding: Membagi event store di beberapa node dapat meningkatkan skalabilitas dan performa.

Integritas Data

Integritas data sangat penting dalam Event Sourcing. Sangat penting untuk memastikan bahwa event disimpan dengan andal dan dalam urutan yang benar. Berikut adalah beberapa strategi untuk menjaga integritas data:

• Transaksi: Gunakan transaksi untuk memastikan bahwa event ditulis secara atomik ke event store.
• Idempotensi: Rancang event handler agar idempotent, yang berarti mereka dapat memproses event yang sama beberapa kali tanpa menyebabkan efek samping yang tidak diinginkan.
• Penguncian Optimis: Gunakan penguncian optimis untuk mencegah pembaruan konkuren ke agregat yang sama.
• Validasi Event: Validasi event sebelum menyimpannya ke event store untuk memastikan bahwa event tersebut valid dan konsisten.
• Checksum: Hitung checksum untuk event dan simpan bersama dengan event. Verifikasi checksum saat mengambil event untuk memastikan bahwa event tersebut belum rusak.

Versioning Event

Saat aplikasi berkembang, struktur domain event dapat berubah. Menangani versioning event sangat penting untuk memastikan kompatibilitas mundur dan mencegah kehilangan data. Berikut adalah beberapa strategi untuk menangani versioning event:

• Event Upcasting: Ubah versi event yang lebih lama ke versi terbaru saat membacanya dari event store.
• Evolusi Skema: Kembangkan skema event dari waktu ke waktu dengan menambahkan bidang baru atau memodifikasi yang sudah ada. Pastikan bahwa versi event yang lebih lama masih dapat diproses dengan benar.
• Migrasi Event: Migrasikan event yang lebih lama ke versi skema terbaru. Ini dapat dilakukan sebagai proses latar belakang.

Contoh Dunia Nyata

Event Sourcing digunakan di berbagai industri dan aplikasi. Berikut adalah beberapa contoh dunia nyata:

• E-commerce: Melacak riwayat pesanan, perubahan inventaris, dan aktivitas pelanggan. Misalnya, platform e-commerce global dapat menggunakan Event Sourcing untuk melacak pesanan dari berbagai negara, menangani konversi mata uang, dan mengelola inventaris di beberapa gudang.
• Perbankan: Mencatat transaksi, melacak saldo rekening, dan mengaudit aktivitas keuangan. Bank multinasional dapat menggunakan Event Sourcing untuk melacak transaksi di berbagai cabang dan mata uang, memastikan jejak audit yang lengkap.
• Game: Melacak tindakan pemain, perubahan status game, dan riwayat event. Game multipemain online sering menggunakan Event Sourcing untuk mempertahankan status game yang konsisten di beberapa pemain dan server.
• Manajemen Rantai Pasokan: Melacak pergerakan produk, tingkat inventaris, dan jadwal pengiriman. Perusahaan logistik global dapat menggunakan Event Sourcing untuk melacak pengiriman di berbagai negara, menangani izin bea cukai, dan mengelola jadwal pengiriman.

Memilih Sistem Penyimpanan yang Tepat: Matriks Keputusan

Untuk membantu Anda memutuskan sistem penyimpanan domain event mana yang tepat untuk aplikasi Anda, pertimbangkan matriks keputusan berikut:

Wawasan yang Dapat Ditindaklanjuti

Berikut adalah beberapa wawasan yang dapat ditindaklanjuti untuk mengimplementasikan Event Sourcing:

• Mulai dari yang Kecil: Mulailah dengan domain kecil yang terdefinisi dengan baik untuk mendapatkan pengalaman dengan Event Sourcing sebelum menerapkannya ke domain yang lebih besar dan lebih kompleks.
• Fokus pada Domain: Modelkan domain Anda dengan hati-hati dan identifikasi domain event utama.
• Pilih Sistem Penyimpanan yang Tepat: Pilih event store yang memenuhi persyaratan performa, skalabilitas, dan konsistensi data aplikasi Anda.
• Implementasikan Versioning Event: Rencanakan versioning event sejak awal untuk memastikan kompatibilitas mundur.
• Pantau Performa: Pantau performa event store dan event handler Anda untuk mengidentifikasi potensi hambatan.
• Otomatiskan Penerapan: Otomatiskan penerapan dan pengelolaan infrastruktur Event Sourcing Anda.
• Pertimbangkan Trade-off: Event Sourcing melibatkan trade-off. Pahami bahwa kompleksitas muncul untuk manfaat yang diperoleh dari pola tersebut.

Kesimpulan

Event Sourcing adalah pola arsitektur yang kuat yang menawarkan banyak manfaat, termasuk jejak audit yang lengkap, kueri temporal, dan peningkatan performa untuk operasi tertentu. Namun, ia juga menghadirkan tantangan yang perlu dipertimbangkan dengan cermat, seperti kompleksitas, konsistensi akhir, dan versioning event. Dengan memilih sistem penyimpanan domain event dengan hati-hati dan menerapkan praktik terbaik, Anda dapat berhasil memanfaatkan Event Sourcing untuk membangun aplikasi yang scalable, tangguh, dan dapat diaudit.

Panduan ini memberikan ikhtisar tentang Event Sourcing dan beberapa sistem penyimpanan domain event populer. Pilih sistem terbaik untuk diselaraskan dengan kebutuhan spesifik persyaratan proyek Anda.

Ingatlah bahwa konten ini ditujukan untuk audiens global, jadi adaptasi dan terapkan konsep ke keadaan dan konteks budaya unik Anda. Prinsip-prinsip Event Sourcing bersifat universal, tetapi implementasi dapat bervariasi tergantung pada kebutuhan dan sumber daya spesifik Anda.