Б Бёрнс - Распределенные системы. Паттерны проектирования

нентов.

Паттерны — основа формирования и развития таких компонен-тов. Формализация алгоритмов привела к созданию повторно используемых реализаций сортировки и других канонических алгоритмов. Благодаря выявлению интерфейсных паттернов проектирования появился целый ряд объектно-ориентирован-

ных библиотек, их реализующих.

Выявление базовых паттернов проектирования распреде-ленных систем позволяет создавать разделяемые общие ком-поненты таких систем. Реализация этих паттернов в виде контейнеров с HTTP-интерфейсом дает возможность исполь-зовать их в различных языках программирования. И конечно же, разработка, ориентированная на построение повторно применяемых компонентов, позволяет улучшать качество каждого из них, поскольку в используемом многими людьми коде более высока вероятность обнаружения ошибок и недо-статков.

Резюме

Распределенные системы необходимы для того, чтобы обе-спечить уровень надежности, гибкости и масштабируемости, ожидаемый от современных компьютерных программ. Проектирование распределенных систем пока остается «чер-ной магией» для посвященных, а не наукой, доступной не-профессионалу. Выявление общих шаблонов и практик упо-рядочило и усовершенствовало подходы к алгоритмическому и объектно-ориентированному программированию. Эта книга призвана сделать то же для распределенных систем. Поехали! Часть I

Одноузловые паттерны проектирования

В этой книге описываются распределенные системы — при-ложения, состоящие из множества компонентов, работающих на множестве машин. В первой части речь пойдет о паттернах, локализованных в рамках одного узла. Мотивация этого про-

ста. Контейнеры — основной строительный элемент паттернов, рассматриваемых в данной книге, но в конечном итоге именно группа контейнеров, локализованная на одной машине, пред-ставляет собой базовый элемент паттернов проектирования распределенных систем.

Мотивация

Нам понятно, почему возникает потребность разбить распреде-ленное приложение на части, работающие на разных машинах. Но не так понятно, почему необходимо делить на контейнеры компонент приложения, работающий на одной машине. Чтобы разобраться в мотивации такой группировки контейнеров, стоит сначала понять цели, стоящие за контейнеризацией как таковой. В общем случае цель контейнера — установить ограничение на определенный ресурс (например, приложению нужно два про-

цессорных ядра и 8 Гбайт оперативной памяти). Такой лимит может также привести к разделению сфер ответственности команд разработчиков (например, конкретная команда отвеча-ет за определенный образ). Наконец, это может способствовать разделению обязанностей между частями кода (конкретный образ отвечает за конкретную функциональность). Все эти причины побуждают делить приложение на группу контейнеров даже в пределах одной машины. Сначала рассмо-Часть I. Одноузловые паттерны проектирования 31

трим изоляцию ресурсов. Ваше приложение может состоять из двух компонентов — сервера приложений, взаимодействующего с пользователем, и фонового загрузчика конфигурационных файлов. Очевидно, что в первую очередь требуется минимизи-ровать задержку обработки пользовательских запросов, поэто-му приложение, взаимодействующее с пользователем, должно иметь достаточно ресурсов, чтобы обеспечить максимальную отзывчивость. В то же время загрузчик конфигурационных файлов обычно нетребователен к времени отклика. Если он будет испытывать небольшую задержку в период максималь-ного количества пользовательских запросов, система будет в порядке. Более того, фоновый загрузчик конфигурационных файлов не должен влиять на качество обслуживания конечных пользователей.

Исходя из всех этих причин, необходимо поместить сервис, который непосредственно взаимодействует с пользователем, и фоновый загрузчик в отдельные контейнеры. Так можно бу-дет закрепить за ними разный объем памяти и вычислительных ресурсов, что, к примеру, позволит фоновому загрузчику по возможности «забирать» процессорное время у пользователь-ского сервиса в те периоды, когда он слабо нагружен. Кроме того, раздельное назначение вычислительных ресурсов двум контейнерам позволит сделать так, чтобы фоновый загрузчик завершался раньше пользовательского сервиса в случае их конфликта за ресурсы, вызванного утечкой или избыточным распределением памяти.

Кроме изоляции ресурсов, существует множество причин раз-делять одноузловое приложение на несколько контейнеров. Рас-смотрим масштабирование команды. Есть достаточно оснований верить тому, что идеальное количество человек в команде — от шести до восьми. Чтобы так структурировать команды и при этом создавать системы значительного размера, членам каждой команды необходимо давать небольшой, четко ограниченный 32Часть I. Одноузловые паттерны проектирования