Architekturentscheidungen in der agilen Entwicklung
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- Helmuth Flater
- vor 8 Jahren
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1 Architekturentscheidungen in der agilen Entwicklung Dr.-Ing. Klaus Krogmann FZI Forschungszentrum Informatik Software Engineering FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK
2 FZI Forschungszentrum Informatik 2
3 FZI Forschungszentrum Informatik 3
4 Zwitscher Kurznachrichtendienst Zwitscher Kurznachrichtendienst für die unternehmensinterne Kommunikation aller Karlsruher Standorte des Unternehmens Webbrowser HTML Front End Logikkern mit Transaktionsverwaltung Datenbank Entwicklung mit Applikationsserver Relationaler Datenbank Weil Gute Erfahrung Best Practice und schnelle Lösung FZI Forschungszentrum Informatik 4
5 Zwitscher kommt gut an FZI Forschungszentrum Informatik 5
6 Zwitscher : Skalierung macht keinen Spaß Massiver Umbau der Architektur Skalierung Cloud-Betrieb Weltweite Verteilung Replikation wie Datenbestand verwalten? Datenkonsistenz wie Datensynchronisation? 24/7 weltweite Verfügbarkeit wie aktualisieren? FZI Forschungszentrum Informatik 6
7 Was ist bei Zwitscher passiert? Anforderungen / Wachstum unklar vielleicht Aber Implizite Architekturannahmen Keine geprüften Architekturentscheidungen Verwendung des das haben wir schon immer so gemacht -Technologiestack Und Durch unsere Agilität können wir die Architektur jederzeit durch ein Refactoring ändern Agiles Anti-Pattern: Planungsverweigerung [1] RIP? [1] Klaus Krogmann, Matthias Naab, and Oliver Hummel. Agile Anti-Patterns - Warum viele Organisationen weniger agil sind, als sie denken. JAXenter Business Technology, 2.14:29-34, June 2014., Klaus Krogmann, Matthias Naab und Oliver Hummel FZI Forschungszentrum Informatik 7
8 Thesen These 1 Jede Software-Entwicklung egal wie agil muss Entscheidungen zur Software-Architektur treffen These 2 Architekturentscheidungen schränken die Freiheitsgrade ein, sind aber zugleich ein Stützpfeiler der Entwicklung FZI Forschungszentrum Informatik 8
9 Architekturentscheidungsbaum Architekturstil C Framework A Start Architekturstil D Framework B Architekturentscheidungen Sprint X Sprint Y Fundament & Verlässlichkeit Entscheidungen Dokumentieren Zeit FZI Forschungszentrum Informatik 9
10 Cone of Uncertainty Frühe Entwurfsentscheidungen Freiheitsgrade Entscheidungen forcieren Guidelines für Entwicklung Potential für Architekturerosion/drifts, Inkonsistenzen, Höhere Verlässlichkeit Zeit Aufwändigere Refactorings je später der Zeitpunkt Refactorings aber mit wenig Code-Masse Frühe Entwurfsentscheidungen FZI Forschungszentrum Informatik 10
11 Frühe vs. späte Architekturentscheidungen Kill it with iron / SOA / Cloud / kostet und setzt Qualitätsbasis (bspw. Skalierbarkeit) voraus Architekturentscheidungen ermöglichen vorgesehene Änderungen mit weniger Aufwand zu realisieren Fehlende Architekturentscheidungen lassen ungewollten Freiraum, der Aufwand für Refactorings & Co. steigert Aufwände für vorgesehene Änderungen Späte Entscheidungen Entwurfsentscheidung Frühe Entscheidungen Frühe Zeit Entwurfsentscheidungen FZI Forschungszentrum Informatik 11
12 Frühe Entwurfsentscheidungen? Architektur noch offen Anforderungen nicht fix Code nur teilweise da Bestandssysteme müssen angeschlossen werden Geht das? FZI Forschungszentrum Informatik 12
13 Modellbasierte Architekturanalyse Webserver AvgLoad 0.9 MinFail 0.23 MaxTime 1.45 PoolSize 300 PoolDelay 0.1 MinTime 1.6 ClientA Dispatcher Threadpool ClientB Analyse RequestProcessor Database ClientC ProcType 2 MaxRequ 33 MinTime 2.5 Modell einer komponentenbasierten Software-Architektur Ausführungszeit Durchsatz Ressourcenauslastung Verfügbarkeit FZI Forschungszentrum Informatik 13
14 Vorgehen bei modellbasierten Architekturanalysen Systemmodell Vorhersage ClientA ClientB Webserver AvgLoad 0.9 MinFail 0.23 MaxTime 1.45 Dispatcher RequestProcessor PoolSize 300 PoolDelay 0.1 MinTime 1.6 Threadpool Database Analyse SLA 90% < 4 ms ClientC ProcType 2 MaxRequ 33 MinTime 2.5 Feedback Verfeinerung/ Änderung/ Alternativenerprobung FZI Forschungszentrum Informatik Entscheidungsfindung Realisierung der Lösung mit zufriedenstellenden Qualitätseigenschaften 14
15 Szenarienbasierte Untersuchung Entwurfsalternativen Sizing Skalierbarkeit Optimierte Ressourcennutzung Konfigurationsoptimierung Erweiterung von Bestandssoftware FZI Forschungszentrum Informatik 15
16 Architekturentscheidungen dank Ingenieurwesen Versuch und Irrtum Ingenieurwesen Schätzung von IST-Zustand Ad-hoc Qualitätsmaßnahme Code First Automatisierte Überwachung Integrierte Qualitätssicherung Systematischer Entwurf FZI Forschungszentrum Informatik 16
17 Vorhersagbare Eigenschaften & Gezielte Konstruktion Vorhersagbare Eigenschaften Antwortzeitverhalten Skalierbarkeit Ressourcenausnutzung Zuverlässigkeit / Verfügbarkeit Recovery-Fähigkeiten Failover-Verhalten Systeme und Systemlandschaft Gesamtsystemverhalten auf der Architekturebene Verhalten von Kompositionen Auswirkungsanalyse Zielgerichtete Konstruktion Qualitative und quantitative Entscheidungsgrundlage Robustheit / Skalierbarkeit / Effizienz Erweiterbarkeit FZI Forschungszentrum Informatik 17
18 Werkzeuge und Ansätze Palladio Software Architecture Simulator SimuLizar QPME: Queueing Petri net Modeling Environment SPE ED Performance Modeling Tool Carleton LQ Tools: Layered queueing network solver and simulator Java Modelling Tools: Multiple performance models Delsi 2.0: Discrete-event simulation system for queuing systems LINE solver for queueing network models PRISM: System Reliability Center PRISM model checker: Analysis of systems with probabilistic behaviour Reliasoft: Reliability analyses and predictions ALD Reliability and Safety Tools Windchill Quality Solutions: Relex FZI Forschungszentrum Informatik 18
19 Indikatoren für genaue Architekturevaluation Projektrisiken aus Qualitätssicht Neue Technologien und Architekturkonzepte Neue Domäne Neue Benutzergruppen Zusicherung strikter SLAs FZI Forschungszentrum Informatik 19
20 Art der Architektur Standard-Architektur + Ähnliches Projekt abgewickelt + Domäne ist bekannt + Erfahrung mit Technologie besteht + Auswirkung von Anforderungen bekannt Referenzarchitekturen Standardtechnologien Best Practices Fühlt sich agil an Individuelle Architektur + Projektrisiken aus Qualitätssicht + Neue Technologien + Neue Domäne Quantitative Architekturbewertung Technologievergleich Architekturspezifische Guidelines allg. Best Practices Neigung zu impliziten Architekturentscheidungen oder Referenzarchitekturen Framework- und Technologievorgaben Mitarbeiterwissen und -erfahrung FZI Forschungszentrum Informatik 20
21 Architekturentscheidungen und Agilität Agile Entwicklung Nutzt Freiheitsgrade der Architektur Pflegt und entwickelt Best Practices weiter Mehr Agilität (Feature je Zeit) möglich FZI Forschungszentrum Informatik 21
22 Architekturentscheidungen Q: Wie früh? A: So früh wie möglich (aber nicht früher) Q: Was ist agil änderbar? A: Alles innerhalb der gegebenen Leitlinien Q: Welche Teile sollten früh stehen? A: Grobarchitektur mit bekannter Eignung für Anforderungen Q: Wie kann man Referenzarchitekturen nutzen? A: Als Wiederverwendungsmöglichkeit für bekanntes Terrain Q: Welche Unterstützung gibt es für frühe Architekturentscheidungen? A: Modellbasierte Verfahren (helfen auch beim Verstehen) FZI Forschungszentrum Informatik 22
23 Thesen These 1: Jede Software-Entwicklung egal wie agil muss Entscheidungen zur Software-Architektur treffen Auch implizite Entscheidungen schaffen eine Architektur Implizite Architekturentscheidungen explizit machen Kommunikation These 2: Architekturentscheidungen schränken die Freiheitsgrade ein, sind aber zugleich ein Stützpfeiler der Entwicklung Erhöhte Verlässlichkeit für Entwickler Gemeinsame Systemvorstellung gefördert FZI Forschungszentrum Informatik 23
24 Kontakt Dr.-Ing. Klaus Krogmann FZI Forschungszentrum Informatik Bereichsleiter Software Engineering Haid-und-Neu-Str Karlsruhe (fon gesch.) (fax gesch.) FZI Forschungszentrum Informatik 24
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