API Orkestravimas: Paslaugų Kompozicija Šiuolaikinei Įmonei

Šiuolaikiniame greitai besikeičiančiame skaitmeniniame pasaulyje įmonės vis dažniau renkasi mikropaslaugų architektūrą, siekdamos lankstumo, mastelio keitimo galimybių ir greitesnio produkto pateikimo į rinką. Tačiau sudėtingos nepriklausomų paslaugų ekosistemos valdymas kelia didelių iššūkių. API orkestravimas iškyla kaip esminis sprendimas, leidžiantis sklandžiai kurti paslaugų kompozicijas ir optimizuoti verslo procesus skirtingose sistemose.

Kas yra API orkestravimas?

API orkestravimas – tai procesas, kurio metu kelios atskiros paslaugos sujungiamos į vieningą, nuoseklią darbo eigą. Užuot klientams tiesiogiai sąveikaujant su daugybe mikropaslaugų, jie sąveikauja su orkestruotoju, kuris valdo šių paslaugų vykdymą apibrėžta seka. Tai supaprastina kliento patirtį ir atsieja jį nuo pagrindinės mikropaslaugų architektūros sudėtingumo.

Įsivaizduokite tai kaip dirigentą, vadovaujantį orkestrui. Kiekvienas muzikantas (mikropaslauga) groja savo partiją, tačiau dirigentas (API orkestruotojas) užtikrina, kad visi instrumentai grotų kartu darniai, sukurdami nuostabią simfoniją (verslo procesą).

Paslaugų kompozicija: API orkestravimo šerdis

Paslaugų kompozicija – tai kelių nepriklausomų paslaugų sujungimas į didesnę, sudėtingesnę paslaugą. Tai yra API orkestravimo pagrindas. Yra du pagrindiniai paslaugų kompozicijos metodai:

Orkestravimas: Centrinis orkestruotojas valdo atskirų paslaugų vykdymą iš anksto nustatyta seka. Orkestruotojas yra atsakingas už paslaugų iškvietimą, klaidų tvarkymą ir bendros darbo eigos valdymą. Kartais tai vadinama centralizuota choreografija.
Choreografija: Kiekviena paslauga yra atsakinga už žinojimą, kada vykdyti savo funkciją ir kaip sąveikauti su kitomis paslaugomis. Paslaugos tarpusavyje bendrauja per įvykius, be centrinio orkestruotojo. Tai dažnai vadinama decentralizuota choreografija.

Orkestravimas prieš Choreografiją: Išsamus palyginimas

Pasirinkimas tarp orkestravimo ir choreografijos priklauso nuo konkrečių jūsų programos reikalavimų. Štai išsamus palyginimas, padėsiantis priimti teisingą sprendimą:

Savybė	Orkestravimas	Choreografija
Centralizuotas valdymas	Taip, centrinis orkestruotojas valdo darbo eigą.	Ne, paslaugos tiesiogiai bendrauja per įvykius.
Sudėtingumas	Didesnis sudėtingumas orkestruotojuje.	Didesnis sudėtingumas paskirstytas tarp paslaugų.
Susiejimas	Glaudesnis susiejimas tarp orkestruotojo ir paslaugų.	Laisvesnis susiejimas tarp paslaugų.
Mastelio keitimas	Orkestruotojas gali tapti kliūtimi, jei netinkamai keičiamas jo mastelis.	Geriau keičiamas mastelis, nes paslaugos yra nepriklausomos.
Matomumas	Lengva stebėti ir derinti darbo eigą iš orkestruotojo.	Sunkiau stebėti ir derinti paskirstytus įvykius.
Lankstumas	Mažiau lankstus, nes darbo eiga apibrėžta orkestruotojuje.	Lankstesnis, nes paslaugas galima pridėti ar pašalinti nepaveikiant kitų.
Panaudojimo atvejai	Sudėtingos darbo eigos su aiškia veiksmų seka, reikalaujančios griežtos kontrolės ir stebėjimo. Pavyzdžiai: užsakymų apdorojimas, paskolų paraiškos, draudimo žalų administravimas.	Laisvai susietos sistemos, kuriose paslaugos turi reaguoti į įvykius decentralizuotai. Pavyzdžiai: duomenų apdorojimas realiuoju laiku, daiktų interneto (IoT) programos, įvykiais pagrįstos mikropaslaugos.

API orkestravimo ir paslaugų kompozicijos privalumai

API orkestravimo ir paslaugų kompozicijos įgyvendinimas suteikia daug naudos šiuolaikinėms įmonėms:

Supaprastinta kliento patirtis: Klientai sąveikauja su vienu galiniu tašku, o ne su keliomis mikropaslaugomis, o tai supaprastina integracijos procesą ir pagerina vartotojo patirtį.
Sumažintas sudėtingumas: Atsieja kliento programas nuo pagrindinės mikropaslaugų architektūros sudėtingumo, todėl sistemą lengviau prižiūrėti ir tobulinti.
Pagerintas pakartotinis naudojimas: Leidžia pakartotinai naudoti esamas paslaugas skirtingose darbo eigose, mažinant kūrimo pastangas ir didinant efektyvumą.
Patobulintas mastelio keitimas: Leidžia nepriklausomai keisti atskirų paslaugų mastelį pagal jų specifinius poreikius, optimizuojant išteklių naudojimą ir gerinant bendrą sistemos našumą.
Padidintas lankstumas: Palengvina greitesnį naujų funkcijų kūrimą ir diegimą, leisdamas komandoms sutelkti dėmesį į atskiras paslaugas, nepaveikiant kitų sistemos dalių.
Pagerintas atsparumas: Užtikrina atsparumą gedimams, leisdamas orkestruotojui tvarkyti paslaugų gedimus ir bandyti operacijas iš naujo, užtikrinant bendrą sistemos prieinamumą.
Centralizuotas stebėjimas ir registravimas: Suteikia vieną matomumo tašką į sudėtingų darbo eigų vykdymą, todėl lengviau stebėti našumą, nustatyti kliūtis ir šalinti problemas.

API orkestravimo iššūkiai

Nors API orkestravimas suteikia didelių privalumų, jis taip pat kelia tam tikrų iššūkių, kuriuos reikia spręsti:

Padidėjęs sudėtingumas: API orkestravimo sluoksnio įgyvendinimas ir valdymas prideda sudėtingumo bendrai sistemos architektūrai.
Našumo pridėtinės išlaidos: Orkestruotojas gali sukelti našumo pridėtinių išlaidų, jei nėra tinkamai suprojektuotas ir optimizuotas.
Vienintelis gedimo taškas: Orkestruotojas gali tapti vieninteliu gedimo tašku, jei nėra tinkamai suprojektuotas dideliam prieinamumui ir atsparumui gedimams.
Testavimas ir derinimas: Sudėtingų darbo eigų, apimančių kelias paslaugas, testavimas ir derinimas gali būti sudėtingas.
Valdymas ir saugumas: Labai svarbu užtikrinti tinkamą valdymą ir saugumą visose paslaugose, dalyvaujančiose orkestravimo procese.

API orkestravimo įgyvendinimo strategijos

Yra keletas API orkestravimo įgyvendinimo metodų, kurių kiekvienas turi savo privalumų ir trūkumų:

1. Darbo eigos varikliai

Darbo eigos varikliai suteikia platformą sudėtingoms darbo eigoms apibrėžti ir vykdyti. Jie siūlo tokias funkcijas kaip:

Vizualus darbo eigos dizaineris
Įvairių darbo eigos modelių palaikymas
Integracija su skirtingomis paslaugomis ir sistemomis
Stebėjimo ir registravimo galimybės

Darbo eigos variklių pavyzdžiai yra „Camunda“, „Activiti“ ir „jBPM“. Jie tinka sudėtingiems, būseną turintiems procesams su ilgai trunkančiomis transakcijomis, reikalaujančiomis žmogaus įsikišimo ar sudėtingų sprendimų priėmimo.

Pavyzdys: „Camunda“ gali būti naudojama užsakymo įvykdymo procesui orkestruoti. Darbo eigą gali sudaryti tokie žingsniai:

Gauti užsakymą
Patvirtinti mokėjimą
Patikrinti atsargas
Išsiųsti užsakymą
Išsiųsti patvirtinimo el. laišką

2. Be serverio (Serverless) funkcijos

Be serverio funkcijos (pvz., AWS Lambda, Azure Functions, Google Cloud Functions) gali būti naudojamos API orkestravimo logikai įgyvendinti. Be serverio funkcijos yra pagrįstos įvykiais ir gali būti paleidžiamos API užklausomis, pranešimais ar kitais įvykiais. Jos siūlo tokius privalumus kaip:

Mastelio keitimas
Kaštų efektyvumas
Supaprastintas diegimas

Be serverio funkcijos puikiai tinka būsenos neturinčioms darbo eigoms, reikalaujančioms minimalių pridėtinių išlaidų. Tai geras pasirinkimas paprastiems API orkestravimo scenarijams įgyvendinti.

Pavyzdys: AWS Lambda funkcija gali būti naudojama duomenų apdorojimo grandinei orkestruoti. Funkciją gali sudaryti tokie žingsniai:

Gauti duomenis iš API galinio taško
Transformuoti duomenis
Išsaugoti duomenis duomenų bazėje
Pranešti prenumeratoriams

3. API šliuzai

API šliuzai gali būti išplėsti, įtraukiant API orkestravimo galimybes. API šliuzai suteikia centrinį įėjimo tašką visoms API užklausoms ir gali atlikti tokias užduotis kaip:

Autentifikavimas ir autorizavimas
Užklausų skaičiaus ribojimas
Užklausų maršrutizavimas
Užklausų transformavimas
Atsakymų agregavimas

Kai kurie API šliuzai siūlo integruotas orkestravimo funkcijas, leidžiančias apibrėžti darbo eigas tiesiogiai šliuzo konfigūracijoje. Šis metodas gali būti tinkamas paprastiems orkestravimo scenarijams, kai darbo eigos logika yra gana tiesmuka.

Pavyzdys: API šliuzas gali būti sukonfigūruotas vartotojo autentifikavimo procesui orkestruoti. Darbo eigą gali sudaryti tokie žingsniai:

Gauti prisijungimo užklausą
Autentifikuoti vartotoją tapatybės tiekėjo pagalba
Gauti vartotojo profilį
Grąžinti prieigos raktą

4. Individualios orkestravimo paslaugos

Kai kuriais atvejais gali prireikti sukurti individualią orkestravimo paslaugą, kad atitiktų specifinius reikalavimus. Šis metodas suteikia daugiausiai lankstumo, bet taip pat reikalauja daugiausiai pastangų. Individuali orkestravimo paslauga gali būti įgyvendinta naudojant įvairias technologijas, tokias kaip:

Programavimo kalbos (pvz., Java, Python, Go)
Pranešimų sistemos (pvz., Kafka, RabbitMQ)
Duomenų bazės (pvz., PostgreSQL, MongoDB)

Individuali orkestravimo paslauga tinka sudėtingiems orkestravimo scenarijams, reikalaujantiems smulkmeniško darbo eigos logikos valdymo.

Pavyzdys: Individuali orkestravimo paslauga gali būti naudojama sudėtingai finansinių operacijų apdorojimo sistemai įgyvendinti. Darbo eigą gali sudaryti tokie žingsniai:

Gauti operacijos užklausą
Patvirtinti operacijos duomenis
Patikrinti sąskaitos likutį
Nurašyti lėšas iš sąskaitos
Įskaityti lėšas į gavėjo sąskaitą
Užregistruoti operaciją

Įprasti integracijos modeliai API orkestravime

API orkestravime dažnai naudojami keli integracijos modeliai, siekiant išspręsti specifinius iššūkius:

1. Saga modelis

Saga modelis yra projektavimo modelis, naudojamas valdyti ilgai trunkančias transakcijas, apimančias kelias paslaugas. Jis užtikrina duomenų nuoseklumą paskirstytoje aplinkoje, suskaidydamas transakciją į vietinių transakcijų seriją, kurių kiekvieną vykdo viena paslauga. Jei viena iš vietinių transakcijų nepavyksta, Saga modelis suteikia mechanizmą, kaip kompensuoti jau atliktas transakcijas, užtikrinant, kad bendra transakcija galiausiai būtų atšaukta.

Yra du pagrindiniai Saga modelio tipai:

Choreografija pagrįsta Saga: Kiekviena paslauga klauso įvykių ir atlieka vietinę transakciją pagal įvykį. Kai vietinė transakcija baigiama, paslauga paskelbia įvykį, kad būtų paleista kita Saga transakcija.
Orkestravimu pagrįsta Saga: Centrinis orkestruotojas valdo Saga vykdymą. Orkestruotojas iškviečia kiekvieną paslaugą tam tikra tvarka ir tvarko visus gedimus, kurie įvyksta.

2. Grandinės pertraukiklio (Circuit Breaker) modelis

Grandinės pertraukiklio modelis yra projektavimo modelis, naudojamas siekiant išvengti kaskadinių gedimų paskirstytoje sistemoje. Jis veikia stebėdamas paslaugos būklę ir automatiškai „atidarydamas grandinę“, jei paslauga tampa nepasiekiama. Kai grandinės pertraukiklis yra atidarytas, užklausos į paslaugą automatiškai atmetamos, neleidžiant klientui švaistyti išteklių bandant prisijungti prie neveikiančios paslaugos. Po tam tikro laiko grandinės pertraukiklis automatiškai bandys „uždaryti grandinę“, leisdamas praeiti kelioms užklausoms. Jei paslauga veikia, grandinės pertraukiklis užsidarys ir įprastas srautas bus atnaujintas.

3. Agregatoriaus modelis

Agregatoriaus modelis yra projektavimo modelis, naudojamas sujungti duomenis iš kelių paslaugų į vieną atsakymą. Agregatorius gauna užklausas iš klientų, iškviečia kelias paslaugas duomenims gauti, o tada sujungia duomenis į vieną atsakymą, kuris grąžinamas klientui. Šis modelis yra naudingas, kai klientams reikia pasiekti duomenis, kurie yra išskaidyti per kelias paslaugas.

4. Tarpinio serverio (Proxy) modelis

Tarpinio serverio modelis yra projektavimo modelis, naudojamas suteikti supaprastintą sąsają su sudėtinga paslauga. Tarpinis serveris veikia kaip tarpininkas tarp kliento ir paslaugos, slėpdamas pagrindinės paslaugos sudėtingumą ir suteikdamas patogesnę sąsają. Šis modelis gali būti naudojamas norint pridėti papildomų funkcijų paslaugai, tokių kaip spartinančioji atmintinė (caching), registravimas ar saugumas.

Gerosios API orkestravimo praktikos

Siekiant užtikrinti sėkmingą API orkestravimo įgyvendinimą, apsvarstykite šias geriausias praktikas:

Apibrėžkite aiškius verslo tikslus: Aiškiai apibrėžkite verslo tikslus, kuriuos norite pasiekti su API orkestravimu. Tai padės nustatyti projekto apimtį ir paslaugas, kurias reikia orkestruoti.
Pasirinkite tinkamą orkestravimo metodą: Pasirinkite orkestravimo metodą, kuris geriausiai atitinka jūsų specifinius reikalavimus. Atsižvelkite į darbo eigų sudėtingumą, reikiamą kontrolės lygį bei mastelio keitimo ir našumo reikalavimus.
Projektuokite atsparumui gedimams: Projektuokite savo orkestravimo sluoksnį taip, kad jis būtų atsparus gedimams. Įgyvendinkite mechanizmus, skirtus tvarkyti paslaugų gedimus ir bandyti operacijas iš naujo.
Įdiekite stebėjimą ir registravimą: Įdiekite išsamų stebėjimą ir registravimą, kad galėtumėte sekti darbo eigų vykdymą ir nustatyti galimas problemas.
Apsaugokite savo API: Apsaugokite savo API tinkamais autentifikavimo ir autorizavimo mechanizmais. Saugokite jautrius duomenis ir užkirskite kelią neteisėtai prieigai.
Naudokite API valdymo įrankius: Pasinaudokite API valdymo įrankiais, kad galėtumėte valdyti savo API, stebėti našumą ir užtikrinti saugumo politikų laikymąsi.
Automatizuokite diegimą: Automatizuokite savo orkestravimo sluoksnio diegimą, kad užtikrintumėte nuoseklumą ir sumažintumėte klaidų riziką.
Taikykite DevOps principus: Pritaikykite DevOps principus, kad skatintumėte kūrimo ir operacijų komandų bendradarbiavimą ir užtikrintumėte sklandų orkestravimo sluoksnio diegimą ir veikimą.

Realaus pasaulio API orkestravimo pavyzdžiai

API orkestravimas naudojamas įvairiose pramonės šakose verslo procesams optimizuoti ir klientų patirčiai gerinti. Štai keletas pavyzdžių:

Elektroninė prekyba: Užsakymų apdorojimo, mokėjimų patvirtinimo, atsargų valdymo ir siuntimo orkestravimas, siekiant užtikrinti sklandžią apsipirkimo patirtį. Pavyzdžiui, pasaulinė elektroninės prekybos platforma gali naudoti API orkestravimą, kad sujungtų savo vitriną su įvairiais mokėjimo šliuzais skirtingose šalyse, tvarkydama valiutų konvertavimą ir mokesčių taisykles, būdingas kiekvienam regionui.
Bankininkystė: Paskolų paraiškų, kredito kortelių apdorojimo ir sąskaitų valdymo automatizavimas, siekiant pagerinti efektyvumą ir sumažinti išlaidas. Bankas, veikiantis keliose šalyse, galėtų naudoti API orkestravimą, kad atitiktų vietinius bankininkystės reikalavimus kuriant sąskaitas ar pervedant lėšas.
Sveikatos apsauga: Pacientų įrašų, vizitų planavimo ir medicininių sąskaitų integravimas, siekiant pateikti holistinį paciento informacijos vaizdą. Sveikatos priežiūros paslaugų teikėjas gali orkestruoti API, kad saugiai dalintųsi paciento duomenimis su skirtingais specialistais, dalyvaujančiais paciento priežiūroje, laikydamasis duomenų privatumo taisyklių, tokių kaip HIPAA JAV arba BDAR Europoje.
Kelionės: Skrydžių rezervavimo, viešbučių rezervacijų ir automobilių nuomos sujungimas, siekiant sukurti asmeninius kelionių maršrutus. Pasaulinė kelionių agentūra gali naudoti API orkestravimą, kad sujungtų skrydžių ir viešbučių pasiūlymus iš skirtingų tiekėjų, rodydama rezultatus vartotojo pageidaujama kalba ir valiuta.

API orkestravimo ateitis

API orkestravimas tampa vis svarbesnis, nes įmonės diegia mikropaslaugas ir pereina prie debesų kompiuterijos (cloud-native) architektūrų. API orkestravimo ateitis tikėtinai apims:

Dirbtiniu intelektu pagrįstas orkestravimas: Dirbtinio intelekto naudojimas dinamiškai optimizuoti darbo eigas ir prisitaikyti prie kintančių sąlygų.
Įvykiais pagrįstas orkestravimas: Įvykiais pagrįstų architektūrų taikymas, siekiant įgalinti labiau reaguojantį ir mastelį keičiantį orkestravimą.
Mažo kodo / be kodo (Low-Code/No-Code) orkestravimas: Mažo kodo / be kodo platformų teikimas, suteikiantis galimybę piliečiams programuotojams kurti ir valdyti API orkestracijas.
Integracija su paslaugų tinklu (Service Mesh): Sklandi integracija su paslaugų tinklo technologijomis, siekiant pagerinti mikropaslaugų stebimumą ir kontrolę.

Išvada

API orkestravimas ir paslaugų kompozicija yra būtini kuriant atsparias, mastelį keičiančias ir lanksčias programas šiuolaikinėje įmonėje. Suprasdami privalumus, iššūkius ir įgyvendinimo strategijas, galite pasinaudoti API orkestravimu, kad išlaisvintumėte visą savo mikropaslaugų architektūros potencialą ir skatintumėte verslo inovacijas. Skaitmeniniam pasauliui toliau evoliucionuojant, API orkestravimas atliks vis svarbesnį vaidmenį užtikrinant sklandžią integraciją ir teikiant išskirtinę klientų patirtį.