Design Patterns für Cloud Native Anwendungen

Vorwort

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Bei der Cloud-Native-Architektur geht es darum, Softwareanwendungen als eine Sammlung unabhängiger, lose gekoppelter, geschäftsfähigkeitsorientierter Dienste (Microservices) zu erstellen, die in dynamischen Umgebungen (Public, Private, Hybrid, Multicloud) auf automatisierte, skalierbare, belastbare, verwaltbare und beobachtbare Weise ausgeführt werden können.

Das Schreiben von Anwendungen, die nativ in der Cloud funktionieren, wird aufgrund der Flexibilität, Zuverlässigkeit, Erschwinglichkeit und Skalierbarkeit, die sie bieten, immer häufiger. Bei der derzeitigen Cloud Native Architecture liegt der Schwerpunkt vor allem auf der Bereitstellung und den betrieblichen Aspekten von Anwendungen. Bei der Entwicklung von Cloud Native Applications können wir jedoch keine konventionellen Anwendungsentwicklungsmuster und -techniken anwenden. Dieses Buch greift dieses Problem auf, indem es bewährte Lösungen als Muster definiert, die auf APIs, Daten, Ereignissen und Streams basieren. Es soll Architekten und Entwicklern dabei helfen, schrittweise Cloud Native-Anwendungen zu entwerfen, zu entwickeln und einzusetzen, die für ihre Anwendungsfälle optimal geeignet sind und mit minimalem Kosten-, Zeit- und Arbeitsaufwand verwaltet und gepflegt werden können.

Es gibt eine ganze Reihe von Entwurfsmustern, die Architekten und Entwickler bei der Entwicklung von Cloud Native Applications anwenden können. In diesem Buch konzentrieren wir uns vor allem auf die Entwicklungsmuster, die bei der Erstellung der Geschäftslogik von Cloud-nativen Anwendungen, bei der Verbindung dieser Anwendungen und bei der Nutzung durch externe Parteien angewendet werden müssen. Je nach Art deiner Anwendung und den Mustern, die du für ihre Erstellung verwendest, können die übergreifenden Funktionen wie Bereitstellung, Skalierung, Sicherheit und Beobachtbarkeit unterschiedlich umgesetzt werden. Aus diesem Grund nehmen wir uns etwas Zeit, um die Kompromisse und Auswirkungen der verschiedenen Muster zu diskutieren. Wir gliedern diese Muster in sieben Schlüsselbereiche: Kommunikation, Konnektivität, Komposition, Daten, Ereignisse, Stream-Verarbeitung sowie API-Verwaltung und -Nutzung.

Die Kapitel des Buches sind wie folgt gegliedert:

Kapitel 1, Einführung in Cloud Native

Dieses Kapitel hilft dir zu verstehen, was Cloud Native ist, indem wir die wichtigsten Merkmale von Cloud Native-Anwendungen untersuchen. Wir konzentrieren uns auf die Bedeutung der Verwendung von Design Patterns für die Entwicklung von Cloud Native-Anwendungen.

Kapitel 2, Kommunikationsmuster

Dadurch erhältst du ein umfassendes Verständnis der Kommunikationsmuster und Implementierungstechnologien, die du für die Entwicklung von Cloud Native Applications nutzen kannst. Wir konzentrieren uns hier hauptsächlich auf grundlegende Kommunikationsmuster für synchrone und asynchrone Kommunikation.

Kapitel 3, Konnektivität und Zusammensetzungsmuster

Hier untersuchen wir eine Vielzahl von Mustern, die die Konnektivität zwischen Microservices und anderen bestehenden Systemen in einer Cloud Native Application herstellen. Wir schauen uns auch an, wie wir Geschäftsfunktionen durch die Integration von Diensten mithilfe von Service Composition Patterns erstellen.

Kapitel 4, Datenmanagement-Muster

In diesem Kapitel befassen wir uns mit Mustern für die Verwaltung von Daten in Cloud Native Applications. Wir konzentrieren uns auf die Auswahl von Datenspeichern und darauf, wie Daten über die Datenkomposition in Cloud-native Anwendungen integriert werden können, während gleichzeitig Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit unterstützt und die Leistung optimiert wird.

Kapitel 5, Muster der ereignisgesteuerten Architektur

Wir behandeln die Entwurfsmuster für den Aufbau von ereignisgesteuerten Architekturen mit nativen Cloud-Anwendungen. Dabei konzentrieren wir uns auf die grundlegende Bereitstellung von Ereignissen, Event Sourcing und die Orchestrierung von Ereignissen zwischen verschiedenen asynchronen Cloud Native-Anwendungen.

Kapitel 6, Stream-Processing-Muster

In diesem Kapitel werden Muster für die skalierte Verarbeitung von Ereignisströmen durch zustandsbehaftete und zustandslose Cloud Native Applications untersucht. Wir befassen uns auch mit Mustern für die Integration von Zuverlässigkeit in Echtzeitanwendungen, damit diese ihre In-Memory-Zustände über Ausfälle hinweg beibehalten können.

Kapitel 7, API-Verwaltung und Verbrauchsmuster

In diesem Kapitel werden einige der am häufigsten verwendeten Muster in der API-Verwaltung untersucht. Außerdem werden einige Muster für die API-Nutzung behandelt, die für die Erstellung von Frontend-Anwendungen wie Webanwendungen, mobilen Anwendungen oder Desktop-Anwendungen auf der Grundlage der verwalteten APIs unerlässlich sind.

Kapitel 8, Cloud Native Patterns in der Praxis

In diesem letzten Kapitel erfährst du, wie du verschiedene Cloud Native Patterns beim Aufbau einer realen Cloud Native-Anwendung anwenden kannst.

In diesem Buch verwendete Konventionen

In diesem Buch werden die folgenden typografischen Konventionen verwendet:

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Du kannst die Webseite zu diesem Buch, auf der wir Errata und zusätzliche Informationen auflisten, unter https://oreil.ly/Design_Patterns_for_CloudNative_Apps aufrufen .

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Danksagungen

Unser besonderer Dank gilt der Cloud Native Community im Allgemeinen und unseren derzeitigen und früheren Arbeitgebern sowie den Kollegen, Kunden, Freunden und Technikbegeisterten, die wir auf Konferenzen und Meetups getroffen haben und die uns Erfahrungen mit Cloud Native Technologien vermittelt haben.

Unser Dank geht an die technischen Gutachter des Buches, Josh Armitage, Hibri Marzook und Shayon Mukherjee. Wir möchten auch unserer Entwicklungsredakteurin Nicole Taché für ihre Unterstützung danken, die dazu beigetragen hat, das Buch in seine jetzige Form zu bringen, und unserer Akquisitionsredakteurin Jennifer Pollock für ihre Unterstützung, die zur Annahme unseres Vorschlags geführt hat. Nicht zuletzt danken wir dem gesamten Team, das an der Veröffentlichung dieses Buches gearbeitet hat.

Kasun möchte sich bei seiner Frau Imesha und seiner Tochter Methuki für ihre Unterstützung und Geduld während der Zeit, in der er dieses Buch geschrieben hat, bedanken. Er ist auch seinen Eltern, seiner Schwester und seinen Verwandten dankbar, die ihn auf seinem Weg begleitet haben.

Suho möchte sich bei seiner Frau Sinthuja dafür bedanken, dass sie die Idee hatte, ein Buch über Entwurfsmuster zu schreiben, dass sie die Skriptentwürfe gelesen hat und dass sie ihr Wissen über Datenmanagementmuster mit ihm geteilt hat. Vor allem aber möchte er Sinthuja dafür danken, dass sie all ihre Pläne umgestellt hat, um seine Arbeit an dem Buch zu ermöglichen. Vielen Dank dafür!