Resilient Software Design Patterns

Transkript

1 Resilient Software Design Patterns Version: 17.1 Orientation in Objects GmbH Weinheimer Str Mannheim

2 Ihr Sprecher Thorsten Maier Trainer, Berater, Entwickler Orientation in Objects GmbH Resilient Software Design Patterns 2

3 Resilient Software? 3

4 Resilient Software? Widerstandsfähig gegen Fehler 4

5 Warum? 5

6 Warum? weil jeder Ausfall viel Geld kostet und viele User verärgert 6

7 Warum? weil jeder Ausfall viel Geld kostet und viele User verärgert 7

8 Was ist daran neu? 8

9 Was ist daran neu? mehr User mehr Daten schnellere Anpassungen 9

10 Wie machen wir eine Software resilient? 10

11 Wie machen wir eine Software resilient? Redundanz 11

12 Wie machen wir eine Software resilient? Redundanz Isolation 12

13 Wie machen wir eine Software resilient? Redundanz Isolation Lose Kopplung 13

14 Wie machen wir eine Software resilient? Redundanz Isolation Lose Kopplung Fallback 14

15 Wie machen wir eine Software resilient? Redundanz Isolation Lose Kopplung Fallback 15

16 ISOLATION 16

17 17

18 18

19 BULKHEADS 19

20 Bulkheads im Kleinen: Methodenaufrufe 20

21 public int fakultaet(int n) { return (n == 0)? 1 : n * fakultaet(n - 1); } Mögliche Probleme? 21

22 public int fakultaet(int n) { if (n < 0) { throw new IllegalArgumentException(); } return (n == 0)? 1 : n * fakultaet(n - 1); } Schon besser 22

23 Validierung der Aufrufparameter Datentypen korrekt? Wertebereiche eingehalten? Vorbedingungen erfüllt?!= null Kreditkartennummer valide Freundliche Rückgabewerte Niemals null zurückliefern Datenmengen beschränken 23

24 Bulkheads im Großen: Software-Bausteine 24

25 3 Bausteine 25

26 Anwendung mit 3 Bausteinen Orientation in Objects GmbH Resilient Software Design Patterns 26

27 Anwendung mit 3 Bausteinen Deployment auf einem Server 27

28 Anwendung mit 3 Bausteinen Baustein wird 4 mal benötigt 28

29 Anwendung mit 3 Bausteinen Nachteile Änderung an wird nur 2 mal benötigt erfordert Reploy von Baustein wird 4 mal benötigt 29

30 Anwendung mit 3 Bausteinen Unabhängige Artefakte Baustein wird 4 mal benötigt 30

31 Anwendung mit 3 Bausteinen Unabhängige Artefakte Baustein wird 4 mal benötigt Flexible Skalierung auf 3 Server 31

32 Vorteile Unabhängige Artefakte Isolierte Entwicklung Isolierte Fehler Isoliertes Deployment Flexible Skalierung auf 3 Server 32

33 Nachteil Unabhängige Artefakte Kommunikation über Prozess- und Netzwerkgrenzen Verteilte Datenverarbeitung Flexible Skalierung auf 3 Server 33

34 8 Irrtümer der verteilten Datenverarbeitung Netzwerk ist ausfallsicher Latenzzeit = 0 Datendurchsatz Netzwerk ist sicher Netzwerktopologie ist stabil 1 Netzwerkadministrator Kosten des Datentransports = 0 Netzwerk ist homogen Bill Joy, Tom Lyon, L Peter Deutsch und James Gosling 34

35 In Kürze: Zuverlässigkeit und Konsistenz existieren nicht mehr 35

36 Verhalten und Standorte der Komponenten unseres Systems verändern sich ständig 36

37 Komponenten liefern unzuverlässige Daten oder verschwinden völlig 37

38 Ok, wir brauchen ISOLATION Aber wie kommen die Teile wieder zusammen? 38

39 LOSE KOPPLUNG 39

40 LOSE KOPPLUNG synchron asynchron 40

41 Startet gerade? nicht erreichbar Mit wem kann / soll ich kommunizieren? 41

42 Startet gerade? nicht erreichbar Als Architekt lassen sich alle Probleme mit Boxes and Lines lösen 42

43 2. Dienst finden 3. Dienst nutzen Verzeichnisdienst 1. registrieren 43

44 2. Dienst finden 3. Dienst nutzen Verzeichnisdienst 1. registrieren Als Entwickler brauchen wir etwas mehr 44

45 2. Dienst finden 3. Dienst nutzen Eureka public class Application { public static void main(string[] args) { //... } } 45

46 Security? 46

47 Security! 47

48 Soll ich mich etwa 2x einloggen? 48

49 Meine Session wird geteilt External Session Store 49

50 Netter Nebeneffekt: Anwendung wird zustandslos! External Session Store 50

51 @EnableRedisHttpSession public class SpringSessionConfig public JedisConnectionFactory connectionfactory() { return new JedisConnectionFactory(); } } Redis 51

52 Problem: Doppelte Implementierung Redis 52

53 External Session Store Security API Gateway 53

54 External Session Store @SpringBootApplication public class ZuulProxy { public static void main(string[] args) { SpringApplication.run(ZuulProxy.class, args); } } 54

55 LOSE KOPPLUNG synchron asynchron 55

56 Asynchrone Kommunikation Entkoppelt Sender und Empfänger Verhindert Fehlerketten Sender muss nicht warten Sender Message Queue Empfänger Orientation in Objects GmbH Resilient Software Design Patterns 56

57 Starbucks Does Not Use Two-Phase Commit Kunde Kassierer Becherwarteschlange Ausgabe Barista Orientation in Objects GmbH Resilient Software Design Patterns 57

58 JmsTemplate jmstemplate = context.getbean(jmstemplate.class); jmstemplate.convertandsend("coffeeorderqueue", new CoffeeOrder("Thorsten", "Cappuccino")); Kassierer coffeeorderqueue public class Barista { = "coffeeorderqueue") public void receivemessage(coffeeorder coffeeorder) { System.out.println("Received <" + coffeeorder + ">"); } Orientation in Objects GmbH Resilient Software Design Patterns 58

59 Weiche zeitliche Anforderungen Strict Consistency Eventual Consistency türschloss = geschlossen letzte_reise = 523km (engl. irgendwann nicht eventuell ) 59

60 Exactly Once- Kommunikation notwendig Sender toggletuerschloss() Empfänger tuerschloss=offen Nicht idempotent 60

61 At Least Once- Kommunikation möglich Sender schliessetuerschloss() Empfänger tuerschloss=offen Idempotent! 61

62 FALLBACK 62

63 2. Dienst finden 3. Dienst nutzen Verzeichnisdienst 1. registrieren zur Erinnerung 63

64 Instanz fällt kurz NACH der Auswahl aus 64

65 Circuit Breaker 65

66 Circuit Breaker 66

67 Circuit Breaker errorcount = 3 67

68 = "fallback") public String readstring() { return remoteservicecall(); } public String fallback() { return "Fallback result"; } 68

69 Alternative finden Hystrix Eureka registrieren 69

70 Resilient Software Design Patterns?! 70

71 Bulkheads Parameter Checking Microservice Async Communication Discovery Service Exactly Once- und At Least Once- Location Transparency Kommunikation External Session Store Circuit Breaker Idempotenz Eventual Consistency Stateless API Gateway 71

72 ??? Fragen?? Orientation in Objects GmbH? Weinheimer Str Mannheim 72

73 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Orientation in Objects GmbH Weinheimer Str Mannheim