Saga Deseni: Dağıtık İşlem Koordinasyonu Rehberi

Modern yazılım mimarisi alanında, özellikle mikroservislerin yükselişiyle birlikte, birden fazla servis arasında veri tutarlılığını yönetmek önemli bir zorluk haline gelmiştir. Tek bir veritabanı içinde iyi çalışan geleneksel ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability - Atomiklik, Tutarlılık, İzolasyon, Dayanıklılık) işlemleri, dağıtık ortamlarda genellikle yetersiz kalır. Saga deseni, veri tutarlılığını ve esnekliği sağlarken birden fazla servis arasındaki işlemleri düzenlemek için güçlü bir çözüm olarak ortaya çıkmaktadır.

Saga Deseni Nedir?

Saga deseni, bir mikroservis mimarisinde dağıtık işlemleri yönetmeye yardımcı olan bir tasarım desenidir. Tek ve büyük bir ACID işlemine dayanmak yerine, bir Saga, bir iş işlemini daha küçük, yerel işlemler dizisine böler. Her yerel işlem, tek bir servis içindeki veriyi günceller ve ardından dizideki bir sonraki işlemi tetikler. Eğer yerel işlemlerden biri başarısız olursa, Saga, önceki işlemlerin etkilerini geri almak için bir dizi telafi edici işlem yürüterek sistem genelinde veri tutarlılığını sağlar.

Bunu bir dizi domino taşı gibi düşünün. Her domino taşı, belirli bir mikroservis içindeki yerel bir işlemi temsil eder. Bir domino düştüğünde (işlem tamamlandığında), bir sonrakini tetikler. Eğer bir domino düşmezse (işlem başarısız olursa), zaten düşmüş olan dominoları dikkatlice geri kaldırmanız gerekir (telafi edici işlemler).

Neden Saga Deseni Kullanılmalı?

İşte Saga deseninin mikroservis mimarileri için neden gerekli olduğu:

• Dağıtık İşlemler: Karmaşık olabilen ve performans darboğazlarına yol açabilen dağıtık iki aşamalı taahhüt (2PC) protokollerine dayanmadan birden fazla servisi kapsayan işlemleri yönetmenize olanak tanır.
• Nihai Tutarlılık: Servisler arasında nihai tutarlılığı sağlar. Veriler tüm servislerde anında tutarlı olmayabilir, ancak sonunda tutarlı bir duruma ulaşacaktır.
• Hata Toleransı: Telafi edici işlemleri uygulayarak, Saga deseni hata toleransını artırır. Bir servis başarısız olursa, sistem önceki işlemlerle yapılan değişiklikleri geri alarak zarif bir şekilde kurtarılabilir.
• Ayrıştırma (Decoupling): Servisler arasında gevşek bağlılığı teşvik eder. Her servis kendi yerel işleminden sorumlu olduğu için servisler arasındaki bağımlılıklar azalır.
• Ölçeklenebilirlik: Her servisin bağımsız olarak ölçeklenmesine izin vererek ölçeklenebilirliği destekler.

Saga Deseni Türleri

Saga desenini uygulamanın iki temel yolu vardır:

1. Koreografi Tabanlı Saga

Koreografi tabanlı bir Saga'da, her servis diğer servisler tarafından yayınlanan olayları dinler ve bu olaylara dayanarak harekete geçip geçmeyeceğine karar verir. Saga'yı yöneten merkezi bir orkestratör yoktur. Bunun yerine, her servis olaylara tepki vererek ve yeni olaylar yayınlayarak Saga'ya katılır.

Nasıl Çalışır:

1. Başlatan servis, yerel işlemini gerçekleştirerek ve bir olay yayınlayarak Saga'yı başlatır.
2. Diğer servisler bu olaya abone olur ve olayı aldıklarında kendi yerel işlemlerini gerçekleştirip yeni olaylar yayınlarlar.
3. Herhangi bir işlem başarısız olursa, ilgili servis bir telafi edici olay yayınlar.
4. Diğer servisler telafi edici olayları dinler ve önceki eylemlerini geri almak için kendi telafi edici işlemlerini yürütürler.

Örnek:

Sipariş Servisi, Ödeme Servisi ve Stok Servisi olmak üzere üç servisi içeren bir e-ticaret sipariş karşılama sürecini düşünün.

1. Sipariş Servisi: Yeni bir sipariş alır ve bir `SiparisOlusturuldu` olayı yayınlar.
2. Ödeme Servisi: `SiparisOlusturuldu` olayına abone olur, ödemeyi işler ve bir `OdemeIslemeAlindi` olayı yayınlar.
3. Stok Servisi: `OdemeIslemeAlindi` olayına abone olur, stoğu ayırır ve bir `StokAyrildi` olayı yayınlar.
4. Eğer Stok Servisi stoğu ayıramazsa, bir `StokAyirmaBasarisiz` olayı yayınlar.
5. Ödeme Servisi: `StokAyirmaBasarisiz` olayına abone olur, ödemeyi iade eder ve bir `OdemeIadeEdildi` olayı yayınlar.
6. Sipariş Servisi: `OdemeIadeEdildi` olayına abone olur ve siparişi iptal eder.

Avantajları:

• Basitlik: Az katılımcılı basit Saga'lar için uygulanması kolaydır.
• Gevşek Bağlılık: Servisler gevşek bir şekilde bağlıdır ve bağımsız olarak gelişebilirler.

Dezavantajları:

• Karmaşıklık: Çok sayıda katılımcısı olan karmaşık Saga'lar için yönetimi zorlaşır.
• İzleme: Saga'nın ilerlemesini takip etmek ve sorunları ayıklamak zordur.
• Döngüsel Bağımlılıklar: Servisler arasında döngüsel bağımlılıklara yol açabilir.

2. Orkestrasyon Tabanlı Saga

Orkestrasyon tabanlı bir Saga'da, merkezi bir orkestratör servisi Saga'nın yürütülmesini yönetir. Orkestratör servisi, her bir servise ne zaman yerel işlemini gerçekleştireceğini ve gerekirse ne zaman telafi edici işlemleri yürüteceğini söyler.

Nasıl Çalışır:

1. Orkestratör servisi, Saga'yı başlatmak için bir istek alır.
2. Her servise yerel işlemini gerçekleştirmesi için komutlar gönderir.
3. Orkestratör, her işlemin sonucunu izler.
4. Eğer tüm işlemler başarılı olursa, Saga tamamlanır.
5. Eğer herhangi bir işlem başarısız olursa, orkestratör önceki işlemlerin etkilerini geri almak için uygun servislere telafi edici komutlar gönderir.

Örnek:

Aynı e-ticaret sipariş karşılama sürecini kullanarak, bir orkestratör servisi (Saga Orkestratörü) adımları koordine ederdi:

1. Saga Orkestratörü: Yeni bir sipariş isteği alır.
2. Saga Orkestratörü: Sipariş Servisi'ne bir `SiparisiIsle` komutu gönderir.
3. Sipariş Servisi: Siparişi işler ve Saga Orkestratörü'ne başarı veya başarısızlık durumunu bildirir.
4. Saga Orkestratörü: Ödeme Servisi'ne bir `OdemeyiIsle` komutu gönderir.
5. Ödeme Servisi: Ödemeyi işler ve Saga Orkestratörü'ne başarı veya başarısızlık durumunu bildirir.
6. Saga Orkestratörü: Stok Servisi'ne bir `StoguAyir` komutu gönderir.
7. Stok Servisi: Stoğu ayırır ve Saga Orkestratörü'ne başarı veya başarısızlık durumunu bildirir.
8. Eğer Stok Servisi başarısız olursa, Saga Orkestratörü'nü bilgilendirir.
9. Saga Orkestratörü: Ödeme Servisi'ne bir `OdemeyiIadeEt` komutu gönderir.
10. Ödeme Servisi: Ödemeyi iade eder ve Saga Orkestratörü'nü bilgilendirir.
11. Saga Orkestratörü: Sipariş Servisi'ne bir `SiparisiIptalEt` komutu gönderir.
12. Sipariş Servisi: Siparişi iptal eder ve Saga Orkestratörü'nü bilgilendirir.

Avantajları:

• Merkezi Yönetim: Çok sayıda katılımcısı olan karmaşık Saga'ları yönetmek daha kolaydır.
• Geliştirilmiş İzleme: Saga'nın ilerlemesini takip etmek ve sorunları ayıklamak daha kolaydır.
• Azaltılmış Bağımlılıklar: Servisler arasındaki döngüsel bağımlılıkları azaltır.

Dezavantajları:

• Artan Karmaşıklık: Mimariye karmaşıklık katan merkezi bir orkestratör servisi gerektirir.
• Tek Başarısızlık Noktası: Orkestratör servisi tek bir başarısızlık noktası haline gelebilir.

Koreografi ve Orkestrasyon Arasında Seçim Yapmak

Koreografi ve orkestrasyon arasındaki seçim, Saga'nın karmaşıklığına ve katılan servislerin sayısına bağlıdır. İşte genel bir kılavuz:

• Koreografi: Servislerin nispeten bağımsız olduğu, az sayıda katılımcısı olan basit Saga'lar için uygundur. Temel hesap oluşturma veya basit e-ticaret işlemleri gibi senaryolar için iyidir.
• Orkestrasyon: Çok sayıda katılımcısı olan karmaşık Saga'lar için veya Saga'nın yürütülmesi üzerinde merkezi kontrol ve görünürlüğe ihtiyaç duyduğunuzda uygundur. Karmaşık finansal işlemler, tedarik zinciri yönetimi veya karmaşık bağımlılıklara ve geri alma gereksinimlerine sahip herhangi bir süreç için idealdir.

Saga Desenini Uygulamak

Saga desenini uygulamak, dikkatli bir planlama ve birkaç faktörün göz önünde bulundurulmasını gerektirir.

1. Saga Adımlarını Tanımlayın

Saga'yı oluşturan bireysel yerel işlemleri belirleyin. Her işlem için aşağıdakileri tanımlayın:

• Servis: İşlemi gerçekleştirmekten sorumlu olan servis.
• Eylem: İşlem tarafından gerçekleştirilecek eylem.
• Veri: İşlemi gerçekleştirmek için gereken veri.
• Telafi Edici Eylem: İşlemin etkilerini geri almak için gerçekleştirilecek eylem.

2. Bir Uygulama Yaklaşımı Seçin

Koreografi mi yoksa orkestrasyon mu kullanacağınıza karar verin. Saga'nın karmaşıklığını ve merkezi kontrol ile dağıtık sorumluluk arasındaki ödünleşmeleri göz önünde bulundurun.

3. Telafi Edici İşlemleri Uygulayın

Her yerel işlem için telafi edici işlemler uygulayın. Telafi edici işlemler, orijinal işlemin etkilerini geri almalı ve sistemi tutarlı bir duruma geri getirmelidir.

Telafi Edici İşlemler için Önemli Hususlar:

• Idempotens: Telafi edici işlemler idempotent olmalıdır, yani istenmeyen yan etkilere neden olmadan birden çok kez yürütülebilirler. Bu, bir telafi edici işlemin başlangıçta başarısız olması durumunda yeniden denenebileceği için çok önemlidir.
• Atomiklik: İdeal olarak, bir telafi edici işlem atomik olmalıdır. Ancak, dağıtık bir ortamda gerçek atomikliği sağlamak zor olabilir. Mümkün olan en iyi atomiklik yaklaşımını hedefleyin.
• Dayanıklılık: Telafi edici işlemlerin dayanıklı olduğundan, yani etkilerinin servis çökse bile kalıcı olduğundan emin olun.

4. Hataları ve Yeniden Denemeleri Yönetin

Hataları zarif bir şekilde yönetmek için sağlam hata işleme ve yeniden deneme mekanizmaları uygulayın. Aşağıdaki gibi teknikleri kullanmayı düşünün:

• Üstel Geri Çekilme (Exponential Backoff): Sistemi aşırı yüklemekten kaçınmak için başarısız işlemleri artan gecikmelerle yeniden deneyin.
• Devre Kesici (Circuit Breaker): Zincirleme hataları önlemek için bir servisin başarısız olan bir servisi tekrar tekrar çağırmasını engelleyin.
• İşlenemeyen Mesaj Kuyruğu (Dead Letter Queue): Başarısız mesajları daha sonra analiz ve yeniden işleme için bir işlenemeyen mesaj kuyruğuna gönderin.

5. Idempotens Sağlayın

Tüm yerel işlemlerin ve telafi edici işlemlerin idempotent olduğundan emin olun. Bu, yeniden denemeleri yönetmek ve veri tutarlılığını sağlamak için çok önemlidir.

6. Saga'ları İzleyin ve Takip Edin

Saga'ların ilerlemesini izlemek ve potansiyel sorunları belirlemek için izleme ve takip uygulayın. Birden fazla servis arasındaki olayları ilişkilendirmek için dağıtık izleme araçları kullanın.

Saga Deseni Uygulama Teknolojileri

Saga desenini uygulamada birkaç teknoloji yardımcı olabilir:

• Mesaj Kuyrukları (RabbitMQ, Kafka): Servisler arasında asenkron iletişimi kolaylaştırarak olay güdümlü Saga'ları mümkün kılar.
• Olay Kaynaklama (Event Sourcing): Uygulamanın durumunu bir olay dizisi olarak kalıcı hale getirerek tam bir denetim izi sağlar ve kurtarma amacıyla olayların yeniden oynatılmasına olanak tanır.
• Saga Orkestrasyon Çerçeveleri (Frameworks): Apache Camel, Netflix Conductor ve Temporal gibi çerçeveler, Saga'ları oluşturmak ve yönetmek için araçlar ve soyutlamalar sunar.
• Veritabanı İşlem Yöneticileri (yerel işlemler için): İlişkisel veritabanları (ör. PostgreSQL, MySQL) ve NoSQL veritabanları, tek bir servis içinde ACID özelliklerini sağlamak için işlem yöneticileri sunar.

Saga Deseni Kullanmanın Zorlukları

Saga deseni önemli faydalar sunsa da, bazı zorlukları da beraberinde getirir:

• Karmaşıklık: Saga desenini uygulamak, özellikle karmaşık iş süreçleri için karmaşık olabilir.
• Nihai Tutarlılık: Nihai tutarlılıkla başa çıkmak, potansiyel yarış koşulları ve veri tutarsızlıklarının dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir.
• Test Etme: Dağıtık yapıları ve hataları simüle etme ihtiyacı nedeniyle Saga'ları test etmek zor olabilir.
• Hata Ayıklama: Saga'larda hata ayıklamak, özellikle merkezi bir orkestratörün olmadığı koreografi tabanlı uygulamalarda zor olabilir.
• Idempotens: İşlemlerin ve telafi edici işlemlerin idempotensini sağlamak çok önemlidir ancak uygulanması zor olabilir.

Saga Desenini Uygulamak için En İyi Pratikler

Zorlukları azaltmak ve Saga deseninin başarılı bir şekilde uygulanmasını sağlamak için aşağıdaki en iyi pratikleri göz önünde bulundurun:

• Küçük Başlayın: Basit Saga'lar ile başlayın ve deneyim kazandıkça karmaşıklığı kademeli olarak artırın.
• Net Sınırlar Belirleyin: Her servisin sınırlarını net bir şekilde tanımlayın ve her servisin kendi verisinden sorumlu olduğundan emin olun.
• Alan (Domain) Olayları Kullanın: Servisler arasında iletişim kurmak ve Saga adımlarını tetiklemek için alan olayları kullanın.
• Telafi Edici İşlemleri Dikkatlice Uygulayın: Telafi edici işlemlerin idempotent, atomik ve dayanıklı olduğundan emin olun.
• Saga'ları İzleyin ve Takip Edin: Saga'ların ilerlemesini izlemek ve potansiyel sorunları belirlemek için kapsamlı izleme ve takip uygulayın.
• Hata Olasılığına Göre Tasarlayın: Sisteminizi hataları zarif bir şekilde yönetecek şekilde tasarlayın ve sistemin veri kaybetmeden hatalardan kurtulabildiğinden emin olun.
• Her Şeyi Belgeleyin: Saga tasarımını, uygulamasını ve test prosedürlerini kapsamlı bir şekilde belgeleyin.

Saga Deseninin Gerçek Dünya Uygulama Örnekleri

Saga deseni, karmaşık iş süreçlerindeki dağıtık işlemleri yönetmek için çeşitli sektörlerde kullanılmaktadır. İşte bazı örnekler:

• E-ticaret: Sipariş karşılama, ödeme işleme, stok yönetimi ve kargolama. Örneğin, bir müşteri sipariş verdiğinde, bir Saga stoğu ayırma, ödemeyi işleme ve bir gönderi oluşturma sürecini yönetir. Herhangi bir adım başarısız olursa (örneğin, yetersiz stok), Saga ayrılan stoğu serbest bırakarak ve ödemeyi iade ederek telafi eder. Küresel bir e-ticaret devi olan Alibaba, geniş pazar yerinde sayısız mikroservis arasında işlem tutarlılığını sağlamak için Saga desenlerini yoğun bir şekilde kullanır.
• Finansal Hizmetler: Fon transferleri, kredi başvuruları ve kredi kartı işlemleri. Sınır ötesi bir para transferini düşünün: bir Saga bir hesaptan borçlandırmayı, para birimi dönüşümünü ve başka bir hesaba alacak kaydını koordine edebilir. Para birimi dönüşümü başarısız olursa, telafi edici işlemler borçlandırmayı tersine çevirir ve tutarsızlıkları önler. Uluslararası para transferlerinde uzmanlaşmış bir fintech şirketi olan TransferWise (şimdi Wise), dünya genelindeki farklı bankacılık sistemleri arasında işlemlerinin güvenilirliğini ve tutarlılığını garanti altına almak için Saga desenlerine güvenir.
• Sağlık Hizmetleri: Hasta kaydı, randevu planlama ve tıbbi kayıt güncellemeleri. Bir hasta bir randevu için kaydolduğunda, bir Saga yeni bir hasta kaydı oluşturma, randevuyu planlama ve ilgili sağlık hizmeti sağlayıcılarını bilgilendirme sürecini yönetebilir. Randevu planlaması başarısız olursa, telafi edici işlemler randevuyu kaldırır ve hastayı bilgilendirir.
• Tedarik Zinciri Yönetimi: Sipariş işleme, depo yönetimi ve teslimat planlaması. Bir sipariş alındığında, bir Saga stoğu ayırmayı, ürünleri paketlemeyi, bir teslimat planlamayı ve müşteriyi bilgilendirmeyi yönetebilir. Bu adımlardan biri başarısız olursa, siparişi iptal etmek, ürünleri stoğa geri döndürmek ve müşteriye iptal hakkında bilgi vermek için bir telafi eylemi kullanılabilir.

Sonuç

Saga deseni, mikroservis mimarilerinde dağıtık işlemleri yönetmek için değerli bir araçtır. İş işlemlerini bir dizi yerel işleme bölerek ve telafi edici işlemler uygulayarak, dağıtık bir ortamda veri tutarlılığını ve esnekliği sağlayabilirsiniz. Saga deseni belirli zorluklar sunsa da, en iyi pratikleri takip etmek ve uygun teknolojileri kullanmak, onu başarıyla uygulamanıza ve sağlam, ölçeklenebilir ve hata toleranslı uygulamalar oluşturmanıza yardımcı olabilir.

Mikroservisler giderek daha yaygın hale geldikçe, Saga deseni karmaşık sistemler arasında dağıtık işlemleri yönetmede ve veri tutarlılığını sağlamada önemli bir rol oynamaya devam edecektir. Saga desenini benimsemek, günümüz iş dünyasının taleplerini karşılayabilen modern, esnek ve ölçeklenebilir uygulamalar oluşturmaya yönelik önemli bir adımdır.