स्केलेबल, रखरखाव योग्य और लचीली प्रणालियों के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण डिजाइन पैटर्न के बारे में जागरूकता की आवश्यकता होती है, जो माइक्रोसर्विसेज आर्किटेक्चर के साथ तेजी से प्रचलित हो रहे हैं। मोनोलिथिक आर्किटेक्चर के विपरीत माइक्रोसर्विसेज, बड़े सिस्टम को अधिक प्रबंधनीय, स्वतंत्र सेवाओं में विभाजित करते हैं जो एक नेटवर्क के माध्यम से एक दूसरे से जुड़ते हैं। हालाँकि, यह वितरित प्रकृति संचार, डेटा प्रबंधन और सेवा समन्वय जैसे क्षेत्रों में जटिलता लाती है।

प्रसिद्ध माइक्रोसर्विसेज डिज़ाइन पैटर्न को अपनाने से इन मुद्दों को कम करने में मदद मिल सकती है और आपके सिस्टम की विश्वसनीयता और प्रभावशीलता में उल्लेखनीय सुधार हो सकता है। शीर्ष 7 माइक्रोसर्विसेज़ डिज़ाइन पैटर्न जिनके बारे में प्रत्येक सॉफ़्टवेयर डेवलपर को पता होना चाहिए, इस लेख में शामिल हैं।

1. एपीआई गेटवे पैटर्न

एपीआई गेटवे माइक्रोसर्विसेज के सभी क्लाइंट अनुरोधों के लिए एकल प्रवेश बिंदु के रूप में कार्य करता है। ग्राहकों को कई सेवाओं के साथ सीधे इंटरैक्ट करने के बजाय, एपीआई गेटवे इन अनुरोधों को समेकित करता है, उन्हें उपयुक्त माइक्रोसर्विसेज तक पहुंचाता है, और प्रतिक्रियाओं को एकत्रित करता है। यह क्लाइंट-सर्वर संचार को सरल बनाता है और प्रमाणीकरण, लॉगिंग और रेट-लिमिटिंग जैसी क्रॉस-कटिंग चिंताओं को प्रबंधित करने का एक तरीका प्रदान करता है।

फ़ायदे:

✓ अनुरोध/प्रतिक्रिया प्रबंधन पर केंद्रीकृत नियंत्रण।

✓ आंतरिक माइक्रोसर्विस जटिलता को दूर करके क्लाइंट-साइड इंटरैक्शन को सरल बनाता है।

✓ सुरक्षा, कैशिंग और थ्रॉटलिंग के आसान कार्यान्वयन को सक्षम बनाता है।

उदाहरण:

बेसिक एपीआई गेटवे बनाने के लिए Node.js में Express.js का उपयोग करना:

import express from 'express';
import proxy from 'express-http-proxy';

const app = express();

// Forward requests to microservice A
app.use('/serviceA', proxy('http://serviceA-url'));

// Forward requests to microservice B
app.use('/serviceB', proxy('http://serviceB-url'));

app.listen(3000, () => {
  console.log('API Gateway running on port 3000');
});

2. सर्किट ब्रेकर पैटर्न

माइक्रोसर्विसेज आर्किटेक्चर में, सेवा विफलताएं अपरिहार्य हैं। सर्किट ब्रेकर पैटर्न सेवा कॉल की निगरानी करके और एक निश्चित विफलता सीमा तक पहुंचने पर विफल सेवा पर आगे की कॉल को रोककर कैस्केडिंग विफलताओं को रोकने में मदद करता है। एक बार सेवा ठीक हो जाने पर, सर्किट ब्रेकर फिर से कॉल की अनुमति देता है। यह सिस्टम लचीलेपन में सुधार करता है और पहले से ही संघर्षरत सेवाओं पर अनावश्यक भार को रोकता है।

फ़ायदे:

✓ सिस्टम-व्यापी विफलता से बचाता है।

✓ विफलताओं के दौरान फ़ॉलबैक या वैकल्पिक प्रतिक्रियाएँ प्रदान करता है।

✓ माइक्रोसर्विस आर्किटेक्चर की मजबूती को बढ़ाता है।

उदाहरण:

सर्किट ब्रेकर के लिए Node.js में ओपोसम लाइब्रेरी का उपयोग करना:

import CircuitBreaker from 'opossum';
import axios from 'axios';

const options = {
  timeout: 5000,
  errorThresholdPercentage: 50,
  resetTimeout: 30000,
};

const circuitBreaker = new CircuitBreaker(() => axios.get('http://serviceB-url'), options);

circuitBreaker.fire()
  .then(response => console.log(response.data))
  .catch(err => console.log('Service B is down. Circuit is open.'));

3. प्रति सेवा पैटर्न डेटाबेस

प्रत्येक माइक्रोसर्विस का अपना समर्पित डेटाबेस होना चाहिए, जिससे टीमों को स्वतंत्र रूप से काम करने की अनुमति मिल सके और सेवाओं के बीच सख्त युग्मन कम हो सके। यह डिज़ाइन पैटर्न सुनिश्चित करता है कि साझा डेटाबेस स्कीमा में परिवर्तनों से प्रभावित हुए बिना माइक्रोसर्विसेज स्वतंत्र रूप से विकसित हो सकती हैं।

फ़ायदे:

✓ क्रॉस-सर्विस निर्भरता और विवाद को कम करता है।

✓ स्वतंत्र स्केलिंग और स्कीमा विकास की सुविधा प्रदान करता है।

✓ डेटा स्वामित्व और जिम्मेदारी को अलग करता है।

4. सागा पैटर्न

एक वितरित वास्तुकला में, कई सेवाओं में फैले लेनदेन को संभालना चुनौतीपूर्ण हो सकता है। सागा पैटर्न स्थानीय लेनदेन की एक श्रृंखला का उपयोग करके वितरित लेनदेन का प्रबंधन करता है जो कई सेवाओं में समन्वित होते हैं। प्रत्येक सेवा अपने लेनदेन को निष्पादित करती है और कुछ गलत होने पर संचालन को पूर्ववत करने के लिए मुआवजा तंत्र के साथ अगले लेनदेन को ट्रिगर करती है।

फ़ायदे:

✓ एक केंद्रीकृत लेनदेन प्रबंधक के बिना लगातार वितरित लेनदेन की अनुमति देता है।

✓ माइक्रोसर्विसेज में अंतिम स्थिरता का समर्थन करता है।

✓ आवश्यक होने पर अपूर्ण संचालन को रोलबैक करने में सक्षम बनाता है।

उदाहरण:

ई-कॉमर्स प्रणाली में, ऑर्डर सेवा एक ऑर्डर बना सकती है, भुगतान सेवा भुगतान की प्रक्रिया करती है, और इन्वेंट्री सेवा स्टॉक स्तर को अपडेट करती है। यदि भुगतान विफल हो जाता है, तो ऑर्डर और स्टॉक अपडेट को वापस लेना होगा, जिसे क्षतिपूर्ति लेनदेन के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है।

5. इवेंट सोर्सिंग पैटर्न

इवेंट सोर्सिंग पैटर्न सिस्टम की स्थिति को घटनाओं के अनुक्रम के रूप में संग्रहीत करता है। डेटाबेस में वर्तमान स्थिति को सहेजने के बजाय, माइक्रोसर्विसेज उन घटनाओं को संग्रहीत करते हैं जो राज्य परिवर्तनों का प्रतिनिधित्व करते हैं। इन घटनाओं को दोबारा दोहराकर, वर्तमान स्थिति का हमेशा पुनर्निर्माण किया जा सकता है, जो एक संपूर्ण ऑडिट ट्रेल प्रदान करता है और परिष्कृत पुनर्प्राप्ति तंत्र को सक्षम बनाता है।

फ़ायदे:

✓ सभी परिवर्तनों का एक स्पष्ट ऑडिट ट्रेल प्रदान करता है।

✓ पिछली घटनाओं को दोहराकर ऐतिहासिक विश्लेषण सक्षम करता है।

✓ यदि आवश्यक हो तो राज्य के पुनर्निर्माण की सुविधा प्रदान करता है।

उदाहरण:

एक लेखांकन प्रणाली में, "लेन-देन बनाया गया", "लेन-देन स्वीकृत", और "लेन-देन पूरा हुआ" जैसी घटनाओं को घटनाओं के रूप में संग्रहीत किया जाता है। सभी लेन-देन की घटनाओं को दोबारा चलाकर वर्तमान शेष राशि की पुनर्गणना की जा सकती है।

6. CQRS (कमांड क्वेरी रिस्पॉन्सिबिलिटी सेग्रीगेशन) पैटर्न

CQRS पैटर्न पढ़ने और लिखने के संचालन को विभिन्न मॉडलों में अलग करता है। लिखने के संचालन को कमांड मॉडल द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और पढ़ने के संचालन को क्वेरी मॉडल द्वारा नियंत्रित किया जाता है। यह पैटर्न विशेष रूप से उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है जहां पढ़ने की प्रक्रिया लिखने की तुलना में अधिक होती है।

फ़ायदे:

✓ पढ़ने/लिखने की चिंताओं को अलग करके प्रदर्शन को अनुकूलित करता है।

✓ पढ़ने और लिखने के लिए विभिन्न स्केलेबिलिटी रणनीतियों का समर्थन करता है।

✓ विशिष्ट कार्यों के अनुरूप लचीले मॉडल की अनुमति देता है।

7. स्ट्रैंग्लर फ़िग पैटर्न

स्ट्रैंगलर फिग पैटर्न एक क्रमिक माइग्रेशन रणनीति है जो आपको मोनोलिथ के कुछ हिस्सों को माइक्रोसर्विसेज के साथ रिफैक्टर या बदलने की अनुमति देती है। जैसे ही नई कार्यक्षमता जोड़ी जाती है, इसे एक माइक्रोसर्विस के रूप में बनाया जाता है। समय के साथ, पूरे सिस्टम को एक बार में बाधित किए बिना, मोनोलिथ को सेवा दर सेवा बदल दिया जाता है।

फ़ायदे:

✓ मोनोलिथ से माइक्रोसर्विसेज की ओर स्थानांतरित करने के लिए एक गैर-विघटनकारी मार्ग प्रदान करता है।

✓ संपूर्ण सिस्टम पुनर्लेखन के जोखिम को कम करता है।

✓ वृद्धिशील सुधार और रीफैक्टरिंग को सक्षम बनाता है।

उदाहरण:

आप सिस्टम के अन्य हिस्सों को बरकरार रखते हुए एक मोनोलिथिक एप्लिकेशन के उपयोगकर्ता प्रमाणीकरण घटक को एक स्टैंडअलोन माइक्रोसर्विस में निकालकर शुरू कर सकते हैं। समय के साथ, अधिक घटकों को माइक्रोसर्विसेज में स्थानांतरित कर दिया जाता है जब तक कि संपूर्ण सिस्टम मॉड्यूलर नहीं हो जाता।

निष्कर्ष

माइक्रोसर्विसेज डिज़ाइन सिद्धांतों का उपयोग करते समय वितरित सिस्टम में उत्पन्न होने वाली समस्याओं का समाधान करने के कई अलग-अलग तरीके हैं। एक भरोसेमंद, स्केलेबल माइक्रोसर्विसेज आर्किटेक्चर के निर्माण के लिए इन पैटर्नों की समझ की आवश्यकता होती है, भले ही आपके लक्ष्य कुछ भी हों - सेवाओं में डेटा का प्रबंधन करना, सेवाओं के बीच संचार बढ़ाना, या त्रुटियों को शालीनता से संभालना। विशेष आवश्यकताओं और व्यापार-बंदों को संबोधित करके, इनमें से प्रत्येक पैटर्न आपके माइक्रोसर्विसेज के लचीलेपन और प्रदर्शन में योगदान देता है।