Le architetture a microservizi stanno diventando sempre più diffuse per la loro capacità di migliorare la scalabilità, la manutenibilità e la distribuzione delle applicazioni. Tuttavia, man mano che i sistemi diventano più complessi, è fondamentale adottare modelli che facilitino la gestione della coerenza dei dati distribuiti. In questo contesto, CQRS (Command Query Responsibility Segregation) e Event Sourcing emergono come due modelli avanzati che migliorano la gestione dei dati e ottimizzano le performance in architetture distribuite.
CQRS è un pattern architetturale che separa le operazioni di comando (che modificano lo stato) dalle operazioni di query (che leggono lo stato). In un'architettura tradizionale, le stesse entità o modelli di dati vengono utilizzati per letture e scritture. Questo spesso porta a vincoli di prestazioni e difficoltà nella gestione della coerenza dei dati.
CQRS affronta questi problemi dividendo la gestione delle scritture e delle letture in due modelli separati:
Comandi: le operazioni che mutano lo stato, come la creazione o l’aggiornamento di un record.
Query: le operazioni di lettura che restituiscono dati all’utente o ad altre parti del sistema.
Scalabilità: separare comandi e query consente di scalare indipendentemente la lettura o la scrittura in base al carico del sistema.
Modelli dati ottimizzati: con CQRS è possibile utilizzare modelli di dati ottimizzati per le query, migliorando le performance di lettura senza sacrificare la complessità delle scritture.
Separazione delle preoccupazioni: rende più facile implementare logiche business complesse senza interferire con le operazioni di query.
L'Event Sourcing è un modello che memorizza ogni cambiamento di stato sotto forma di evento. A differenza degli approcci tradizionali in cui viene memorizzato solo lo stato attuale, in un sistema di event sourcing, ogni cambiamento viene registrato come un evento che può essere riprodotto per ricostruire lo stato attuale.
Eventi come unità di cambiamento: invece di aggiornare direttamente lo stato dell’applicazione, un evento che rappresenta il cambiamento viene generato e salvato.
Ricostruzione dello stato: l'insieme di eventi registrati può essere usato per ricostruire l'intero stato dell'entità a qualsiasi punto temporale, migliorando la tracciabilità e la gestione storica.
Persistenza degli eventi: gli eventi vengono messi in un event store, che consente di mantenere la cronologia dei cambiamenti, rendendo il sistema resiliente e trasparente.
Audit e tracciabilità: ogni cambiamento di stato è registrato, migliorando la trasparenza e la possibilità di eseguire rollback.
Scalabilità: come CQRS, l’event sourcing supporta sistemi distribuiti e ad alta scalabilità, dove ogni componente può operare indipendentemente e senza interferenze.
Supporto per scenari complessi: Event Sourcing è particolarmente utile per scenari dove si devono tracciare stati intermedi o annullare operazioni, rendendo più semplice la gestione di transazioni distribuite.
L’integrazione di CQRS e Event Sourcing in un’architettura a microservizi consente una gestione ottimizzata dei dati distribuiti e delle operazioni asincrone. Vediamo alcuni passaggi per l'implementazione di questi modelli.
In una tipica architettura a microservizi, ogni servizio gestisce un sottoinsieme del dominio. Usare CQRS significa:
- Separare i modelli di dominio per le operazioni di comando (scrittura) e query (lettura).
- Implementare meccanismi asincroni (es. Kafka, RabbitMQ) per gestire i comandi che devono propagarsi attraverso i microservizi.
Ogni microservizio che gestisce eventi dovrà memorizzarli in un event store. Tecnologie come Apache Kafka o EventStoreDB possono essere utilizzate per mantenere l'ordine degli eventi e garantire la loro persistenza.
Esempio di codice per un evento di creazione utente in Java:
public class UserCreatedEvent {
private final String userId;
private final String username;
private final Instant creationTime;
public UserCreatedEvent(String userId, String username, Instant creationTime) {
this.userId = userId;
this.username = username;
this.creationTime = creationTime;
}
// Getters and setters...
}Ogni evento generato viene salvato nell'event store e riprodotto per aggiornare altri microservizi coinvolti.
Quando un evento viene salvato, deve essere replicato in tutti i microservizi interessati. Usare un broker di messaggi come Kafka permette di garantire che ogni microservizio riceva e gestisca gli eventi rilevanti.
Con CQRS e Event Sourcing, si adotta una consistenza eventuale. Questo significa che i diversi microservizi potrebbero non avere immediatamente gli stessi dati, ma gli aggiornamenti arriveranno nel tempo. Questa architettura è adatta a sistemi che tollerano la consistenza eventuale e favorisce un alto grado di disponibilità e scalabilità.
Axon Framework: Un framework Java per implementare facilmente CQRS e Event Sourcing.
Apache Kafka: Utilizzato come event bus per gestire la distribuzione e replica degli eventi tra i microservizi.
EventStoreDB: Un database specializzato per l'archiviazione degli eventi, utile quando si desidera un repository centralizzato per l'event sourcing.
L'adozione di CQRS e Event Sourcing in un’architettura a microservizi avanzata permette di ottenere notevoli vantaggi in termini di scalabilità e tracciabilità dei dati. Tuttavia, questi modelli comportano una complessità aggiuntiva e richiedono un’adeguata infrastruttura e un approccio distribuito, come la gestione della consistenza eventuale e l'utilizzo di broker di messaggi.
Implementare questi pattern richiede un’attenta progettazione e conoscenza delle tecnologie di supporto, ma i benefici, in termini di flessibilità, scalabilità e trasparenza, rendono questo sforzo più che giustificato.
Programmatore informatico italiano, mi occupo di sviluppo sia Front-end che Back-end presso una grande azienda. La programmazione è stata la mia passione, insieme allo sport e al teatro che pratico tutt'ora. Ho deciso di aprire questo blog per dare consigli e condividerli con chi, come me, porta con sé questa passione. [..]
