Złożone zagadnienia architektury oprogramowania. Jak analizować kompromisy i podejmować trudne decyzje - ebook

W epoce infrastruktur chmurowych, mikrousług czy wysublimowanych wzorców projektowych architekt oprogramowania musi sobie radzić z trudnym zadaniem, jakim jest wybór odpowiednich rozwiązań. Będą one potem szczegółowo testowane podczas pracy w środowisku produkcyjnym, a także przy późniejszym dostosowywaniu i rozbudowywaniu oprogramowania. Tymczasem w wypadku architektury złożonych systemów nie ma łatwych kompromisów. Konieczne jest bardzo wnikliwe i krytyczne przemyślenie każdej decyzji projektowej, i to na możliwie najwcześniejszym etapie pracy.

Ta książka powinna zostać przestudiowana przez każdego architekta nowoczesnych systemów rozproszonych. Jej celem jest pokazanie sposobów rozwiązywania trudnych problemów związanych z projektowaniem takiego oprogramowania. W krytyczny i wszechstronny sposób omówiono w niej najważniejsze problemy utrudniające podejmowanie dobrych decyzji projektowych. Zaprezentowano najskuteczniejsze strategie doboru optymalnej architektury. Na jasnych przykładach pokazano, w jaki sposób należy przystąpić do analizy założeń projektowych ... począwszy od określenia "ziarnistości" usług, przepływów informacji i orkiestracji, poprzez eliminację sprzężenia kontraktów i określenie nadzoru nad transakcjami rozproszonymi, a skończywszy na metodach optymalizowania właściwości operacyjnych, takich jak skalowalność, elastyczność i wydajność.
Najciekawsze zagadnienia:

• analiza kompromisów i dokumentowanie decyzji
• podejmowanie decyzji dotyczących "ziarnistości" usług
• złożoność procesu przekształcania aplikacji monolitycznych
• eliminacja sprzężeń kontraktów wiążących usługi
• obsługa danych w architekturze o dużym stopniu rozproszenia
• wzorce zarządzania przepływami informacji i transakcjami

Architekt musi być prorokiem...

Frank Lloyd Wright

Przedmowa

Rozdział 1. Co się dzieje przy braku "najlepszych praktyk"?

• Skąd określenie "trudne kwestie"?
• Ponadczasowa rada dotycząca architektury oprogramowania
• Ważność danych w architekturze
• Rekord decyzji dotyczących architektury
• Funkcje dopasowania architektury
  • Zastosowanie funkcji dopasowania
• Architektura a projekt: utrzymywanie definicji w prostej postaci
• Wprowadzenie do sagi zespołu operatorów systemu
  • Przepływ informacji bez zgłoszeń
  • Przepływ informacji ze zgłoszeniami
  • Zły scenariusz
  • Komponenty architektury aplikacji zespołu operatorów systemu
  • Model danych aplikacji zespołu operatorów systemu

Część I. Rozdzielanie wszystkiego

Rozdział 2. Rozpoznawanie sprzężenia w architekturze oprogramowania

• Kwant (kwanty) architektury
  • Możliwość niezależnego wdrażania
  • Wysoki stopień spójności funkcjonalnej
  • Wysoki poziom sprzężenia statycznego
  • Dynamiczne sprzężenie kwantu
• Saga zespołu operatorów systemu: zrozumienie kwantów

Rozdział 3. Modułowość architektury

• Czynniki modułowości
  • Możliwość utrzymania
  • Możliwość testowania
  • Możliwość wdrażania
  • Skalowalność
  • Dostępność i odporność na błędy
• Saga zespołu operatorów systemu: zapewnianie uzasadnienia biznesowego

Rozdział 4. Dekompozycja architektury

• Czy baza kodu umożliwia dekompozycję?
  • Sprzężenie dośrodkowe i odśrodkowe
  • Abstrakcyjność i niestabilność
  • Odległość od ciągu głównego
• Dekompozycja komponentowa
• Rozdzielanie taktyczne
  • Kompromisy
• Saga zespołu operatorów systemu: wybór metody dekompozycji

Rozdział 5. Wzorce dekompozycji komponentowej

• Wzorzec Identyfikowanie komponentów i określanie ich wielkości
  • Opis wzorca
  • Funkcje dopasowania służące do zarządzania
  • Saga zespołu operatorów systemu: określanie wielkości komponentów
• Wzorzec Gromadzenie wspólnych komponentów domeny
  • Opis wzorca
  • Funkcje dopasowania służące do zarządzania
  • Saga zespołu operatorów systemu: gromadzenie wspólnych komponentów
• Wzorzec Wyrównywanie komponentów
  • Opis wzorca
  • Funkcje dopasowania służące do zarządzania
  • Saga zespołu operatorów systemu: wyrównywanie komponentów
• Wzorzec Określanie zależności komponentów
  • Opis wzorca
  • Funkcje dopasowania służące do zarządzania
  • Saga zespołu operatorów systemu: określanie zależności komponentów
• Wzorzec Tworzenie domen komponentów
  • Opis wzorca
  • Funkcje dopasowania służące do zarządzania
  • Saga zespołu operatorów systemu: tworzenie domen komponentów
• Wzorzec Tworzenie usług domenowych
  • Opis wzorca
  • Funkcje dopasowania służące do zarządzania
  • Saga zespołu operatorów systemu: tworzenie usług domenowych
• Podsumowanie

Rozdział 6. Rozdzielanie danych operacyjnych

• Czynniki przemawiające za dekompozycją danych
  • Elementy dezintegracji danych
  • Elementy integracji danych
  • Saga zespołu operatorów systemu: uzasadnianie dekompozycji bazy danych
• Dekompozycja danych monolitycznych
  • Krok 1: analizowanie bazy danych i tworzenie domen danych
  • Krok 2: przypisanie tabel do domen danych
  • Krok 3: rozdzielenie połączeń z bazą danych między domenami danych
  • Krok 4: przeniesienie schematów na osobne serwery baz danych
  • Krok 5: przełączenie na niezależne serwery baz danych
• Wybieranie typu bazy danych
  • Relacyjne bazy danych
  • Bazy danych z parami klucz-wartość
  • Bazy danych dokumentów
  • Kolumnowe bazy danych
  • Grafowe bazy danych
  • Bazy danych NewSQL
  • Bazy danych przeznaczone dla usług w chmurze
  • Bazy danych szeregów czasowych
• Saga zespołu operatorów systemu: różnorodne bazy danych

Rozdział 7. Ziarnistość usług

• Elementy dezintegracji ziarnistości
  • Zasięg i przeznaczenie usługi
  • Ulotność kodu
  • Skalowalność i przepustowość
  • Odporność na błędy
  • Bezpieczeństwo
  • Rozszerzalność
• Elementy integracji ziarnistości
  • Transakcje bazy danych
  • Przepływ informacji i choreografia
  • Kod współużytkowany
  • Relacje między danymi
• Określanie właściwej równowagi
• Saga zespołu operatorów systemu: ziarnistość usługi przydzielania zgłoszenia
• Saga zespołu operatorów systemu: ziarnistość usługi rejestrowania klienta

Część II. Ponowne łączenie wszystkiego ze sobą

Rozdział 8. Wzorce ponownego wykorzystania

• Replikowanie kodu
  • Kiedy używać?
• Biblioteka współużytkowana
  • Zarządzanie zależnościami i kontrola zmian
  • Strategie numeracji wersji
  • Kiedy używać?
• Usługa współużytkowana
  • Ryzyko zmian
  • Wydajność
  • Skalowalność
  • Odporność na błędy
  • Kiedy używać?
• "Przyczepy" i siatka usług
  • Kiedy używać?
• Saga zespołu operatorów systemu: wspólna logika infrastruktury
• Ponowne wykorzystanie kodu: kiedy zapewnia to dodatkową wartość?
  • Ponowne wykorzystanie za pośrednictwem platform
• Saga zespołu operatorów systemu: wspólna funkcjonalność domeny

Rozdział 9. Własność danych i transakcje rozproszone

• Przypisywanie prawa własności danych
• Scenariusz pojedynczej własności
• Scenariusz ogólnej własności
• Scenariusz współwłasności
  • Technika podziału tabeli
  • Technika domeny danych
  • Technika delegowania
• Technika konsolidowania usług
• Podsumowanie kwestii własności danych
• Transakcje rozproszone
• Wzorce ostatecznej spójności
  • Wzorzec synchronizacji w tle
  • Wzorzec oparty na żądaniach z orkiestracją
  • Wzorzec oparty na zdarzeniach
• Saga zespołu operatorów systemu: własność danych przy przetwarzaniu zgłoszeń

Rozdział 10. Dostęp do danych rozproszonych

• Wzorzec komunikacji między usługami
• Wzorzec replikacji schematu kolumnowego
• Wzorzec buforu replikowanego
• Wzorzec domeny danych
• Saga zespołu operatorów systemu: dostęp do danych na potrzeby przydzielania zgłoszeń

Rozdział 11. Zarządzanie rozproszonymi przepływami informacji

• Wariant komunikacji z orkiestracją
• Wariant komunikacji z choreografią
  • Zarządzanie stanem przepływu informacji
• Kompromisy przy porównaniu orkiestracji z choreografią
  • Właściciel stanu i sprzężenie
• Saga zespołu operatorów systemu: zarządzanie przepływami informacji

Rozdział 12. Sagi transakcyjne

• Wzorce sag transakcyjnych
  • Wzorzec Saga Heroizmu
  • Wzorzec Saga Głuchego Telefonu
  • Wzorzec Saga Baśni
  • Wzorzec Saga Podróży w Czasie
  • Wzorzec Saga Fantastyki
  • Wzorzec Saga Grozy
  • Wzorzec Saga Równoległości
  • Wzorzec Saga Antologii
• Zarządzanie stanem i spójność ostateczna
  • Maszyny stanów sagi
• Techniki zarządzania sagami
• Saga zespołu operatorów systemu: transakcje atomowe i aktualizacje kompensujące

Rozdział 13. Kontrakty

• Porównanie kontraktów ścisłych i luźnych
  • Kompromisy towarzyszące ścisłym i luźnym kontraktom
  • Kontrakty w mikrousługach
• Sprzężenie struktur danych
  • Przesadne sprzężenie w wyniku użycia sprzężenia struktur danych
  • Przepustowość
  • Użycie sprzężenia struktur danych do zarządzania przepływem informacji
• Saga zespołu operatorów systemu: zarządzanie kontraktami obsługi zgłoszeń

Rozdział 14. Zarządzanie danymi analitycznymi

• Dotychczasowe rozwiązania
  • Hurtownia danych
  • Jezioro danych
• Siatka danych
  • Definicja siatki danych
  • Kwant produktu danych
  • Siatka danych, sprzężenie i kwant architektury
  • Kiedy korzystać z siatki danych?
• Saga zespołu operatorów systemu: siatka danych

Rozdział 15. Tworzenie własnej analizy kompromisów

• Określanie powiązanych ze sobą wymiarów
  • Sprzężenie
  • Analizowanie punktów sprzężenia
  • Ocena kompromisów
• Techniki kompromisów
  • Porównanie analizy jakościowej i ilościowej
  • Listy zasady MECE
  • Pułapka wyjścia poza kontekst
  • Modelowanie odpowiednich przypadków domenowych
  • Preferowanie konkluzji nad dowód z nadmiarem informacji
  • Unikanie panaceum i żarliwego zapału
• Saga zespołu operatorów systemu: epilog

Dodatek A. Odwołania do terminów i pojęć

Dodatek B. Odwołania do rekordów decyzji dotyczących architektury

Dodatek C. Zestawienie kompromisów

Skorowidz