Notikumu virzīta arhitektūra: padziļināta izpēte Lambda funkciju apstrādē

Mūsdienu straujajā digitālajā vidē uzņēmumiem ir nepieciešamas lietojumprogrammas, kas ir ļoti mērogojamas, atsaucīgas un uzticamas. Notikumu virzīta arhitektūra (NVA) nodrošina spēcīgu paradigmu šādu sistēmu veidošanai. Šajā emuāra ierakstā ir aplūkota NVA, īpaši koncentrējoties uz tās ieviešanu, izmantojot AWS Lambda funkcijas, un tiek pētītas priekšrocības, lietošanas gadījumi, labākās prakses un progresīvi modeļi mērogojamu un atsaucīgu lietojumprogrammu veidošanai visā pasaulē.

Kas ir notikumu virzīta arhitektūra (NVA)?

Notikumu virzīta arhitektūra ir izplatīts asinhrons arhitektūras modelis, kurā pakalpojumi sazinās, izplatot un reaģējot uz notikumiem. Notikums ir būtiska stāvokļa izmaiņa. Kad notiek stāvokļa izmaiņa, pakalpojums publicē notikumu, ko pēc tam izmanto citi pakalpojumi, kas ir ieinteresēti šajā notikumā. Šī atsaistīšana ļauj pakalpojumiem darboties neatkarīgi un reaģēt gandrīz reāllaikā uz izmaiņām sistēmā.

NVA galvenās īpašības:

• Asinhrona komunikācija: Pakalpojumiem nav jāgaida atbilde no citiem pakalpojumiem.
• Vaļīga saistīšana: Pakalpojumi ir neatkarīgi, un tos var izstrādāt, izvietot un mērogot atsevišķi.
• Mērogojamība: Viegli mērogot atsevišķus pakalpojumus, pamatojoties uz to īpašajām vajadzībām.
• Atsaucība: Pakalpojumi reaģē gandrīz reāllaikā uz notikumiem, nodrošinot atsaucīgāku lietotāja pieredzi.
• Elastīgums: Viegli pievienot vai noņemt pakalpojumus, neietekmējot kopējo sistēmu.

AWS Lambda: bezserveru skaitļošanas pakalpojums

AWS Lambda ir bezserveru skaitļošanas pakalpojums, kas ļauj palaist kodu, neizvietojot un nepārvaldot serverus. Jūs vienkārši augšupielādējat savu kodu kā "Lambda funkciju", un AWS parūpējas par visu pārējo. Lambda funkcijas tiek aktivizētas, izmantojot notikumus no dažādiem AWS pakalpojumiem, piemēram, Amazon S3, Amazon DynamoDB, Amazon API Gateway un Amazon SNS, padarot to par ideālu izvēli NVA ieviešanai.

Galvenās priekšrocības, izmantojot Lambda NVA:

• Nav serveru pārvaldības: Novērš serveru pārvaldības izmaksas.
• Automātiska mērogošana: Lambda automātiski mērogo, lai apstrādātu ienākošo notikumu slodzi.
• Apmaksa par lietošanu: Jūs maksājat tikai par skaitļošanas laiku, ko patērē jūsu funkcija.
• Integrācija ar AWS pakalpojumiem: Viegli integrējas ar citiem AWS pakalpojumiem.
• Augsta pieejamība: Lambda funkcijas ir ļoti pieejamas un kļūdu noturīgas.

Kā Lambda funkcijas apstrādā notikumus

Lambda funkciju notikumu apstrādes procesu var iedalīt šādos posmos:

1. Notikumu avots: Notikums notiek AWS pakalpojumā (piemēram, fails tiek augšupielādēts S3).
2. Notikumu aktivizētājs: Notikums aktivizē Lambda funkciju.
3. Lambda izsaukums: Lambda pakalpojums izpilda norādīto funkciju, pamatojoties uz notikumu.
4. Funkcijas izpilde: Lambda palaiž kodu, apstrādājot notikuma datus.
5. Atbilde/izvade: Funkcija var atgriezt atbildi vai veikt darbības, piemēram, rakstīt datubāzē vai publicēt citu notikumu.

Piemērs: attēlu apstrāde ar Lambda un S3: Apsveriet scenāriju, kurā vēlaties automātiski ģenerēt attēlu sīktēlus, kas augšupielādēti Amazon S3 spaiņā. Varētu ieviest šādus pasākumus:

1. Kad attēls tiek augšupielādēts S3 spaiņā, tiek ģenerēts S3 notikums.
2. S3 notikums aktivizē Lambda funkciju.
3. Lambda funkcija lejupielādē attēlu no S3.
4. Lambda funkcija maina attēla izmēru, lai izveidotu sīktēlu.
5. Lambda funkcija augšupielādē sīktēlu atpakaļ S3.

Lambda funkciju apstrādes lietošanas gadījumi NVA

Lambda funkcijas ir labi piemērotas plašam notikumu virzītu lietošanas gadījumu klāstam, tostarp:

• Datu apstrāde: Liela datu apjoma apstrāde reāllaikā (piemēram, žurnālu analīze, datu transformācija).
• Reāllaika analītika: Reāllaika informācijas paneļu un atskaišu sistēmu izveide.
• Tīmekļa āķi: Tīmekļa āķu apstrāde no trešo pušu pakalpojumiem (piemēram, GitHub, Slack).
• IoT lietojumprogrammas: Datu apstrāde no IoT ierīcēm (piemēram, sensoru dati, telemetrija).
• Mobilie foni: Bezserveru mobilo fonu izveide.
• E-komercija: Pasūtījumu apstrāde, krājumu pārvaldība un klientu pieredzes personalizēšana.

Globāla e-komercijas platforma

E-komercijas platforma var izmantot NVA, lai apstrādātu dažādus notikumus. Piemēram:

• Pasūtījuma veikšana: Kad pasūtījums ir veikts, tiek izdots notikums. Lambda funkcija apstrādā pasūtījumu, atjaunina krājumus un sāk maksājumu apstrādi.
• Maksājuma apstiprinājums: Pēc veiksmīga maksājuma notikums aktivizē Lambda funkciju, lai nosūtītu pasūtījuma apstiprinājuma e-pastus klientam un paziņotu noliktavai par nosūtīšanu.
• Krājumu atjaunināšana: Kad krājumu līmenis mainās, tiek izdots notikums. Lambda funkcija atjaunina produktu sarakstus dažādos reģionos un aktivizē brīdinājumus, ja krājumu līmenis ir zems.

Finanšu darījumu apstrāde

Finanšu iestādes var izmantot NVA, lai apstrādātu darījumus reāllaikā. Apsveriet šādus piemērus:

• Krāpšanas atklāšana: Par katru darījumu tiek izdots notikums. Lambda funkcijas analizē darījumu modeļus un atzīmē aizdomīgas darbības pārskatīšanai.
• Reāllaika atskaites: Darījumu notikumi aktivizē Lambda funkcijas, lai atjauninātu reāllaika informācijas paneļus galveno veiktspējas rādītāju (GVR) uzraudzībai.
• Atbilstība normatīvajiem aktiem: Darījumu notikumi var aktivizēt Lambda funkcijas, lai pārbaudītu atbilstību noteikumiem dažādās jurisdikcijās un ģenerētu nepieciešamos pārskatus.

Priekšrocības, izmantojot NVA ar Lambda

• Uzlabota mērogojamība: Viegli mērogot atsevišķus pakalpojumus, pamatojoties uz to īpašajām vajadzībām. Lambda automātiski mērogo, lai apstrādātu notikumu slodzi.
• Paaugstināta atsaucība: Pakalpojumi reaģē gandrīz reāllaikā uz notikumiem, nodrošinot atsaucīgāku lietotāja pieredzi.
• Samazinātas izmaksas: Apmaksas par lietošanu modelis palīdz samazināt izmaksas, īpaši lietojumprogrammām ar mainīgu darba slodzi.
• Vienkāršota izstrāde: Koncentrējieties uz biznesa loģikas rakstīšanu, neuztraucoties par infrastruktūras pārvaldību.
• Uzlabota kļūdu tolerance: Pakalpojumi ir atsaistīti, tāpēc kļūmes vienā pakalpojumā ne vienmēr ietekmē citus pakalpojumus.

Labākās prakses NVA veidošanai ar Lambda

Lai izveidotu robustas un mērogojamas NVA sistēmas ar Lambda, apsveriet šādas labākās prakses:

• Izvēlieties pareizo notikumu avotu: Atlasiet atbilstošo notikumu avotu savam lietošanas gadījumam. (piemēram, S3 failu augšupielādei, SNS publ/sub ziņojumiem, DynamoDB plūsmas datubāzes izmaiņām).
• Dizaina notikumi uzmanīgi: Nodrošiniet, lai notikumi saturētu nepieciešamo informāciju patērētājiem, lai veiktu savus uzdevumus. Izmantojiet labi definētu notikumu shēmu.
• Ieviesiet identitāti: Nodrošiniet, lai jūsu Lambda funkcijas būtu identiskas, kas nozīmē, ka tās var izpildīt vairākas reizes, neradot nevēlamus blakusefektus. Tas ir ļoti svarīgi atkārtošanas apstrādei un datu konsekvences nodrošināšanai.
• Apstrādājiet kļūdas graciozi: Ieviesiet kļūdu apstrādes un atkārtošanas mehānismus, lai apstrādātu īslaicīgas kļūdas. Izmantojiet mirušo vēstuļu rindas (DLQ), lai saglabātu notikumus, kurus nevar apstrādāt.
• Uzraudziet un reģistrējiet: Uzraugiet savas Lambda funkcijas un reģistrējiet svarīgus notikumus problēmu novēršanai un analīzei. Izmantojiet AWS CloudWatch uzraudzībai un reģistrēšanai.
• Nodrošiniet savas funkcijas: Izmantojiet IAM lomas, lai piešķirtu savām Lambda funkcijām nepieciešamās atļaujas piekļūt citiem AWS pakalpojumiem.
• Optimizējiet funkciju veiktspēju: Optimizējiet savu Lambda funkcijas kodu veiktspējai. Izmantojiet efektīvus algoritmus un datu struktūras. Samaziniet atkarības un aukstos startus.
• Apsveriet vienlaicīguma ierobežojumus: Apzināties Lambda vienlaicīguma ierobežojumus un pielāgot tos pēc nepieciešamības. Izmantojiet rezervēto vienlaicību, lai nodrošinātu, ka jūsu funkcijām ir pietiekami daudz jaudas, lai apstrādātu notikumu slodzi.

Papildu modeļi NVA ar Lambda

Papildus NVA pamata ieviešanai ar Lambda ir vairāki papildu modeļi, kurus var izmantot, lai izveidotu sarežģītākas sistēmas.

Notikumu avots

Notikumu avots ir modelis, kurā visas lietojumprogrammas stāvokļa izmaiņas tiek saglabātas kā notikumu secība. Tā vietā, lai saglabātu objekta pašreizējo stāvokli, jūs saglabājat notikumu vēsturi, kas noveda pie šī stāvokļa. Tas ļauj jums atjaunot objekta stāvokli jebkurā laika punktā.

Notikumu avota priekšrocības:

• Auditējamība: Jums ir pilnīgs revīzijas ceļš par visām sistēmas izmaiņām.
• Atkārtojamība: Jūs varat atkārtot notikumus, lai atjaunotu sistēmas stāvokli vai veiktu vēsturisku analīzi.
• Laika vaicājumi: Jūs varat vaicāt sistēmas stāvokli jebkurā laika punktā.

Piemērs:

Apsveriet e-komercijas lietojumprogrammu, kas izmanto notikumu avotu, lai izsekotu klientu pasūtījumiem. Tā vietā, lai datubāzē saglabātu pasūtījuma pašreizējo stāvokli, jūs saglabājat notikumu secību, piemēram, "Pasūtījums izveidots", "Prece pievienota", "Maksājums saņemts", "Pasūtījums nosūtīts" un "Pasūtījums piegādāts". Lai iegūtu pasūtījuma pašreizējo stāvokli, jūs atkārtojat visus ar šo pasūtījumu saistītos notikumus.

CQRS (Komandu vaicājumu atbildības nodalīšana)

CQRS ir modelis, kas atdala datu krātuves lasīšanas un rakstīšanas operācijas. Tas ļauj optimizēt lasīšanas un rakstīšanas modeļus neatkarīgi. CQRS sistēmā komandas tiek izmantotas datu atjaunināšanai, un vaicājumi tiek izmantoti datu izgūšanai. Komandas parasti apstrādā atsevišķs pakalpojums nekā vaicājumi.

CQRS priekšrocības:

• Uzlabota veiktspēja: Varat optimizēt lasīšanas un rakstīšanas modeļus neatkarīgi veiktspējas nodrošināšanai.
• Paaugstināta mērogojamība: Jūs varat mērogot lasīšanas un rakstīšanas pakalpojumus neatkarīgi.
• Vienkāršota izstrāde: Varat vienkāršot sarežģītu lietojumprogrammu izstrādi, atdalot lasīšanas un rakstīšanas loģiku.

Piemērs:

Apsveriet tiešsaistes spēļu lietojumprogrammu, kas izmanto CQRS. Komandas, piemēram, "PārvietotPlayer" un "UzbruktEnemy", apstrādā rakstīšanas pakalpojums, kas atjaunina spēles stāvokli. Vaicājumi, piemēram, "GetPlayerLocation" un "GetEnemyHealth", tiek apstrādāti ar lasīšanas pakalpojumu, kas izgūst spēles stāvokli. Lasīšanas pakalpojumu var optimizēt ātrai lasīšanai, savukārt rakstīšanas pakalpojumu var optimizēt uzticamai rakstīšanai.

Ventilatora modelis

Ventilatora modelis ietver viena notikuma izplatīšanu vairākiem patērētājiem. To var panākt, izmantojot tādus pakalpojumus kā Amazon SNS (Simple Notification Service). Notikums tiek publicēts SNS tēmā, kas pēc tam pārsūta notikumu vairākiem abonētājiem (piemēram, Lambda funkcijām, SQS rindām).

Ventilatora modeļa priekšrocības:

• Paralēlā apstrāde: Ļauj vairākiem patērētājiem apstrādāt vienu un to pašu notikumu vienlaicīgi.
• Atsaistīšana: Patērētāji ir neatkarīgi viens no otra, un tos var pievienot vai noņemt, neietekmējot izdevēju.
• Mērogojamība: Viegli mērogot patērētāju skaitu, pamatojoties uz apstrādes vajadzībām.

Piemērs:

Sociālo mediju platforma var izmantot ventilatora modeli, lai apstrādātu lietotāju ziņas. Kad lietotājs izveido ziņu, notikums tiek publicēts SNS tēmā. Vairākas Lambda funkcijas abonē šo tēmu:

• Viena funkcija analizē ziņu, lai iegūtu nepiemērotu saturu.
• Cita funkcija atjaunina lietotāja laika grafiku.
• Trešā funkcija indeksē ziņu meklēšanai.

Izklīdes-savākšanas modelis

Izklīdes-savākšanas modelis ietver viena pieprasījuma nosūtīšanu vairākiem pakalpojumiem ("izklīšanas" fāze) un pēc tam šo pakalpojumu rezultātu apkopojumu ("savākšanas" fāze). Šis modelis ir noderīgs datu apkopošanai no vairākiem avotiem vai paralēlai apstrādei.

Izklīdes-savākšanas modeļa priekšrocības:

• Paralēlā apstrāde: Ļauj veikt uzdevumus paralēli, samazinot kopējo apstrādes laiku.
• Datu apkopošana: Ļauj apkopot datus no vairākiem avotiem vienā atbildē.
• Kļūdu tolerance: Ja viens pakalpojums neizdodas, jūs joprojām varat atgriezt daļēju atbildi ar rezultātiem no citiem pakalpojumiem.

Piemērs:

Aviokompānijas rezervācijas lietojumprogramma var izmantot izklīdes-savākšanas modeli, lai meklētu lidojumus no vairākām aviokompānijām. Pieprasījums tiek nosūtīts uz vairākiem aviokompāniju API ("izklīdes" fāze). Rezultāti no katras aviokompānijas API pēc tam tiek apkopoti vienā atbildē, kas tiek parādīta lietotājam ("savākšanas" fāze).

Globāli apsvērumi NVA ar Lambda

Veidojot NVA sistēmas ar Lambda globālai auditorijai, ir svarīgi ņemt vērā šādus faktorus:

• Datu rezidence: Nodrošiniet, lai dati tiktu glabāti un apstrādāti saskaņā ar vietējiem noteikumiem. Izmantojiet AWS reģionus dažādās ģeogrāfiskās vietās, lai izpildītu datu rezidences prasības.
• Latentums: Samaziniet latentumu, izvietojot Lambda funkcijas AWS reģionos, kas atrodas tuvu jūsu lietotājiem. Izmantojiet Amazon CloudFront, lai kešotu saturu un samazinātu statisko aktīvu latentumu.
• Lokalizācija: Lokalizējiet savu lietojumprogrammu dažādām valodām un kultūrām. Izmantojiet AWS Lambda, lai apstrādātu datus un ģenerētu atbildes dažādās valodās.
• Laika zonas: Pareizi apstrādājiet laika zonas. Izmantojiet konsekventu laika joslu visā savā lietojumprogrammā un konvertējiet starp laika joslām pēc vajadzības.
• Valūta: Atbalstiet vairākas valūtas. Izmantojiet AWS Lambda, lai konvertētu starp valūtām un aprēķinātu cenas vietējās valūtās.
• Atbilstība: Nodrošiniet, lai jūsu lietojumprogramma atbilstu visiem attiecīgajiem noteikumiem, piemēram, GDPR, HIPAA un PCI DSS.

Secinājums

Notikumu virzīta arhitektūra, kas apvienota ar AWS Lambda jaudu, nodrošina stabilu un mērogojamu risinājumu mūsdienīgu lietojumprogrammu veidošanai. Izprotot NVA pamatkoncepcijas, izmantojot Lambda bezserveru iespējas un ievērojot labākās prakses, izstrādātāji var izveidot atsaucīgas, uzticamas un rentablas sistēmas. Tādu progresīvu modeļu kā notikumu avota, CQRS un ventilatora modeļa izmantošana vēl vairāk uzlabo NVA ieviešanas iespējas. Tā kā uzņēmumi turpina paplašināties globāli, datu rezidences, latentuma, lokalizācijas un atbilstības ņemšana vērā ir būtiska, lai nodrošinātu nevainojamu pieredzi lietotājiem visā pasaulē. Rūpīgi plānojot un ieviešot šīs stratēģijas, organizācijas var atraisīt notikumu virzītas arhitektūras pilnu potenciālu ar Lambda un izveidot lietojumprogrammas, kas ir gatavas nākotnei.