Architekturstile und Kommunikationsmuster

Anwendungen auf AWS entwickeln

Ricardo Sueiras

Principal Technologist

Dein Dozent

Was sind Architekturmuster?

 

 

 

• Wiederverwendbare Lösung für ein häufiges Problem.
• Muster zeigen dir, wie AWS-Services zusammenpassen.
• Die Architektur bestimmt, wie gut deine App unter Last läuft.
• Mehrere Architekturmuster solltest du kennen.

Monolithen

 

 

 

 

• Eine einzelne, eng gekoppelte Einheit.
• Eine Codebasis, ein Deployment.
• Anfangs einfach zu entwickeln.
• Schwer zu skalieren: du skalierst alles zusammen.

Microservices

 

 

• Kleine, unabhängige Services: jeder besitzt genau eine Geschäftsfähigkeit.
• Jeden Service separat deployen, skalieren und aktualisieren.
• Trade-off: mehr Betriebsaufwand und Service-zu-Service-Kommunikation.

Serverless

• Keine Infrastruktur verwalten, nur Code und Konfiguration.
• Aufbau durch Kombinieren verwalteter AWS-Services.
• AWS übernimmt Bereitstellung, Skalierung und Wartung.
• Trade-off: Ausführungszeitlimits, Cold Starts, Vendor-Lock-in.
• Nahezu kein Betriebsaufwand und automatische Skalierung.

 

Ereignisgesteuerte Architektur (EDA)

• Komponenten kommunizieren über Ereignisse statt direkte Aufrufe.
• Ein Ereignis protokolliert etwas, das passiert ist (Bestellung aufgegeben, Zahlung eingegangen, Artikel versandt).
• Produzenten senden Ereignisse.
• Konsumenten abonnieren relevante Ereignisse.

 

Eng und lose gekoppelte Systeme

• Moderne Cloud-Apps bestehen aus mehreren Services.
• Services müssen kommunizieren und koordinieren, um Arbeit zu erledigen.
• Synchrone Kommunikation ist eng gekoppelt.
• Asynchrone Kommunikation ist lose gekoppelt.

Synchrone Kommunikation

 

• Ein Service sendet eine Anfrage und wartet auf die Antwort.
• Der Aufrufer ist blockiert bis zur Antwort oder zum Timeout.
• Einfach zu implementieren und zu verstehen.
• Enge Kopplung: Verzögerungen oder Ausfälle wirken sich kaskadenartig aus.
• Abmildern mit Timeouts, Retries und Circuit Breakers.

Muster: Request/Response

• Rückgrat der meisten Anwendungs-Interfaces.
• Vorhersehbares Verhalten.
• Sofortiges Nutzerfeedback.

Asynchrone Kommunikation

 

• Sender wartet nicht auf eine Antwort.
• Sendet eine Nachricht oder ein Ereignis und macht weiter.
• Empfänger verarbeitet die Nachricht unabhängig.
• Lose gekoppelt: bessere Skalierung und Fehlertoleranz.
• Bewältigt Lastspitzen und Teilausfälle gut.
• Herausforderungen: Duplikate, Reihenfolge, Eventual Consistency.

Muster: Warteschlangenbasiertes Entkoppeln

• Produzent sendet Nachrichten an eine Queue.
• Konsument zieht und verarbeitet Nachrichten unabhängig.
• Verhindert kaskadierende Ausfälle.
• Produzent und Konsument skalieren unabhängig.

 

Muster: Worker-Queue

• Mehrere Worker ziehen Nachrichten aus einer Queue.
• Nachrichten werden parallel verarbeitet.
• Ermöglicht horizontale Skalierung und höheren Durchsatz.
• Nachrichtenreihenfolge nicht garantiert.

Muster: Publish/Subscribe

• Publisher senden Nachrichten an ein SNS-Topic.
• Mehrere Abonnenten erhalten dieselbe Nachricht.
• Echtzeit-Broadcast an viele Konsumenten.

 

Muster: Fan-out

• Eine Nachricht wird gleichzeitig an mehrere Konsumenten zugestellt.
• Weit verbreitet in ereignisgesteuerten Architekturen.
• Nützlich, wenn mehrere Services auf dasselbe Ereignis reagieren müssen.

Nachrichtenreihenfolge

• Manche Workloads müssen Nachrichten in korrekter Reihenfolge verarbeiten.
• Amazon SQS FIFO und Kinesis unterstützen geordnete Verarbeitung.
• Strikte Ordnung reduziert den Durchsatz.
• Korrektheit gegen Skalierbarkeit abwägen.

Lass uns üben!

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