Effektive Projektstrukturierung für Microservices mit Quarkus

In der sich ständig weiterentwickelnden Landschaft der Softwareentwicklung gewinnt die Einführung von Microservices-Architekturen aufgrund ihrer Skalierbarkeit, Flexibilität und Wartbarkeit schnell an Bedeutung. Quarkus optimiert als Java-nativer Kubernetes-Stack, der auf GraalVM und HotSpot zugeschnitten ist, Java speziell für Container und macht es zu einer effektiven Plattform für serverlose, Cloud- und Kubernetes-Umgebungen.

Der Schlüssel zur effektiven Nutzung von Quarkus liegt darin, zu verstehen, wie Sie Ihr Projekt richtig strukturieren. Die richtige Projektstrukturierung verbessert nicht nur die Verwaltbarkeit des Codes, sondern spielt auch eine entscheidende Rolle für den Erfolg der Bereitstellung einer Microservices-Architektur.

Microservices-Architektur zeichnet sich durch mehrere entscheidende Merkmale aus, die Quarkus verbessert:

1. Klein und fokussiert – jeder Service in einer Microservices-Architektur ist darauf ausgelegt, eine einzelne, klar definierte Aufgabe auszuführen, was Einfachheit und Fokussierung fördert. Quarkus unterstützt dies, indem es leichte, bootfähige Jars und native Kompilierungen ermöglicht, die sich ideal für bestimmte Aufgaben eignen.

2. Unabhängig- Unabhängigkeit ermöglicht die Entwicklung, Bereitstellung und sogar Skalierung von Diensten, ohne auf andere Dienste angewiesen zu sein. Die Container-First-Philosophie von Quarkus stellt sicher, dass jeder Microservice in seiner isolierten Umgebung ausgeführt werden kann.

3. Lose gekoppelt- Dienste kommunizieren über klar definierte APIs, wodurch die Abhängigkeit von internen Implementierungen verringert wird. Quarkus fördert die Entkopplung durch Standards wie MicroProfile und JAX-RS und sorgt so für eine nahtlose und effiziente Interaktion der Dienste.

4. Skalierbar – die effiziente Bewältigung steigender Arbeitsbelastungen ist von entscheidender Bedeutung. Die reaktiven Programmierfunktionen von Quarkus ermöglichen, dass Dienste unter unterschiedlichen Lasten reagieren und skalierbar sind.

5. Flexibel- die Fähigkeit, sich an sich ändernde Bedingungen anzupassen, wird durch die dynamischen Skalierungs- und Belastbarkeitsfunktionen von Quarkus erleichtert und unterstützt spontane Anpassungen in einer Cloud-nativen Umgebung.

6. Resilient- Quarkus verbessert die Robustheit von Microservices mit integrierten Fehlertoleranz- und Gesundheitsprüfungsfunktionen und stellt so sicher, dass die Services resistent gegen Ausfälle sind und sich nach Unterbrechungen schnell erholen.

Die Einführung von Maven-Projektstrukturen mit mehreren Modulen hat sich bei der Verwaltung großer Java-Anwendungen als effektiv erwiesen, und Quarkus unterstützt diese Modalität vollständig. Lassen Sie uns die Maven-Mehrmodulstruktur detailliert beschreiben:

Ein Maven-Multimodulprojekt besteht aus einem Aggregator-POM, das mehrere Submodule orchestriert. Diese Struktur ist vorteilhaft für die Aufteilung einer großen Anwendung in verwaltbare, unabhängig einsetzbare Einheiten, die problemlos gewartet und aktualisiert werden können. Jedes Modul hat in der Regel eine gezielte Verantwortung und kann unabhängig von anderen eingesetzt werden.

Hier ist ein vereinfachtes Layout basierend auf einer realen Anwendung:

parent (aggregator pom.xml)
├── api (API interfaces and DTOs)
│   ├── pom.xml
│   └── src
├── core (Business logic)
│   ├── pom.xml
│   └── src
├── data-access (Data layer integration)
│   ├── pom.xml
│   └── src

Ich habe speziell für Quarkus eine optimierte Projektstruktur entwickelt, die die Skalierbarkeit, Wartbarkeit und Kohärenz zwischen verschiedenen Entwicklungsteams verbessert. Das Design, das ich ursprünglich im Jahr 2018 entwickelt habe, wurde mehrfach verfeinert, um den sich entwickelnden technologischen Trends besser gerecht zu werden. Ursprünglich war die Struktur nicht speziell für Quarkus gedacht; Im Laufe seiner Anwendung hat es sich jedoch als außerordentlich kompatibel mit der Philosophie und den Codierungspraktiken von Quarkus erwiesen. Lassen Sie uns diese Struktur untersuchen, wie sie in einer IDE wie IntelliJ IDEA implementiert ist – obwohl sie effektiv an jede andere moderne IDE angepasst werden könnte.

Die vollständige Projektstruktur finden Sie im GitHub-Repository

Ausgehend von der obersten Ebene ist das Projekt in mehrere Module mit jeweils einer spezifischen Rolle unterteilt:

1. api-dtos– Dieses Modul ist entscheidend für die Entkopplung der internen Darstellungen von Daten von dem, was extern über APIs verfügbar gemacht wird. Durch die Trennung von Data Transfer Objects (DTOs) von Domänenmodellen stellt das Modul sicher, dass Änderungen – sei es im Datenbankschema oder in der Geschäftslogik – keine direkten Auswirkungen auf die Clients haben, die diese APIs nutzen. Diese Trennung verbessert die API-Stabilität und Versionierung.

2. Commons– Dieses Hilfsmodul fungiert als Repository für gemeinsame Logik, Konstanten und Helfer, die in mehreren anderen Modulen im Projekt verwendet werden. Die Zentralisierung gemeinsamer Funktionen auf diese Weise reduziert Duplikate und fördert die Konsistenz in der gesamten Anwendung. Es ist besonders hilfreich zum Speichern von Dienstprogrammen wie Datenformatkonvertern, Standardvalidatoren oder allgemeinen Geschäftsregeln.

3. Konfiguration – Die Konfigurationsverwaltung wird in diesem Modul optimiert, das alle Konfigurationseinstellungen für die gesamte Anwendung an einem Ort konsolidiert und so den Zugriff und die Verwaltung vereinfacht. Dieses zentrale Konfigurations-Repository stellt sicher, dass Einstellungen konsistent angewendet und verwaltet werden, was Umgebungswechsel (z. B. von der Entwicklung zur Produktion) vereinfacht und das Fehlerpotenzial aufgrund von Fehlkonfigurationen minimiert. Über einfache Konfigurationsdateien hinaus ist dieses Modul auch der ideale Ort zum Definieren benutzerdefinierter verwalteter Beans, die für die gesamte Anwendung unerlässlich sind, wie z. B. ObjectMapper für JSON-Serialisierung und -Deserialisierung, benutzerdefinierte Deserialisierer und andere spezielle Beans.

4. db-entities– Dieses Modul ist ausschließlich für Datenbankinteraktionen bestimmt und kapselt alle ORM-Klassen oder Datenbankschemata und stellt so sicher, dass sie von der Geschäftslogik und den API-Schichten getrennt sind. Die Trennung von Entitäten auf diese Weise trägt dazu bei, saubere Architekturprinzipien aufrechtzuerhalten, indem Datenzugriffsmechanismen von der Verarbeitung von Geschäftsregeln entkoppelt werden, wodurch eine sauberere und nachvollziehbarere Codebasis gefördert wird.

5. Dienste – hier liegt die Kerngeschäftslogik, gekapselt in Dienstklassen, die auf Domänenmodellen arbeiten und Datenbankentitäten für die Datenpersistenz verwenden. Jeder Service konzentriert sich auf eine bestimmte Geschäftsaufgabe und verbessert die Modularität und Wiederverwendbarkeit. Diese Trennung trägt auch dazu bei, den Geschäftsbetrieb von direkten Kundeninteraktionen zu isolieren, die von Controller-Klassen in anderen Modulen abgewickelt werden, und so dem Prinzip der Einzelverantwortung zu folgen.

6. Ressourcen- inmitten einiger Debatten wurde dieses Modul benannt, um seine Ausrichtung auf JAX-RS widerzuspiegeln, wo mit JAX-RS annotierte Klassen als Ressourcen bezeichnet werden. Dieses Modul kümmert sich um die Erstellung von REST-Endpunkten und fungiert als Kommunikationsschicht, die mit externen Clients kommuniziert. Der Name „Ressourcen“ wurde Alternativen wie „Rest“ oder „Controller“ vorgezogen, um die Standardisierung und Einhaltung etablierter RESTful-Prinzipien hervorzuheben, wie in der Red Hat-Ressource zum Erstellen von REST-APIs mit Quarkus beschrieben. Durch die Ausrichtung auf die Standardterminologie soll das Projekt für Entwickler, die mit JAX-RS- und REST-Konventionen vertraut sind, intuitiv sein.

7. Anwendung– dient als Dachmodul, das alle Teile zusammenführt und sicherstellt, dass sie korrekt verkabelt und einsatzbereit sind.

Jedes dieser Module spielt eine strategische Rolle, die darauf zugeschnitten ist, Wartungsfreundlichkeit, Skalierbarkeit und Robustheit in einer Cloud-Native-Microservice-Umgebung mit Quarkus zu fördern.

Die obige Struktur basiert auf den folgenden Architekturebenen, die in den RedHat-Ressourcen erwähnt werden

Viel Abstraktion ist zu viel

Bei der Diskussion von Projektstrukturen stellt sich häufig die Frage nach der Notwendigkeit des zuvor beschriebenen mehrschichtigen Ansatzes. Hier erinnere ich an die Worte von David J. Wheeler:

Alle Probleme in der Informatik können durch eine andere Indirektionsebene gelöst werden, mit Ausnahme des Problems zu vieler Indirektionsebenen. - [David J. Wheeler aus der 4. Auflage von The C Programming Language.]

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonEffektive Projektstrukturierung für Microservices mit Quarkus. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!