Du steckst mitten in einem serverlosen Projekt und fühlst dich wie ein Programmier-Superheld. Plötzlich stehst du vor einer Herausforderung, die sich wie Kryptonit anfühlt – die Orchestrierung von langlaufenden Workflows. Deine Funktionen zerstreuen sich schneller, als du "eventuelle Konsistenz" sagen kannst, und du fragst dich, ob serverlos wirklich die richtige Wahl war. Keine Sorge, lieber Entwickler! Heute tauchen wir in die Welt der Funktionskomposition im Serverless ein, mit einer geheimen Waffe: dauerhafte Entitäten.

TL;DR

Dauerhafte Entitäten in serverlosen Architekturen ermöglichen es uns, den Zustand zu bewahren und komplexe, langlaufende Workflows effizient zu orchestrieren. Sie bieten eine Möglichkeit, Funktionen in kohärente, handhabbare Prozesse zu komponieren und die zustandslose Natur traditioneller serverloser Funktionen zu überwinden.

Das Serverless-Dilemma

Serverloses Computing hat die Art und Weise revolutioniert, wie wir Anwendungen entwickeln und bereitstellen. Es ist skalierbar, kosteneffektiv und ermöglicht es uns, uns auf das Schreiben von Code zu konzentrieren, anstatt die Infrastruktur zu verwalten. Aber wenn es um langlaufende Prozesse oder Workflows geht, die Zustandsverwaltung erfordern, kann es... interessant werden.

Traditionelle serverlose Funktionen sind zustandslos und kurzlebig. Sie sind großartig für schnelle, isolierte Aufgaben, aber sie reichen nicht aus, wenn wir:

  • Zustand über mehrere Funktionsaufrufe hinweg aufrechterhalten müssen
  • Komplexe Workflows mit mehreren Schritten koordinieren müssen
  • Langlaufende Prozesse handhaben müssen, die die Funktionszeitlimits überschreiten
  • Konsistenz in verteilten Systemen sicherstellen müssen

Hier kommen dauerhafte Entitäten ins Spiel – die unbesungenen Helden der serverlosen Orchestrierung.

Dauerhafte Entitäten: Dein neuer bester Freund

Dauerhafte Entitäten sind ein Konzept, das in serverlosen Plattformen wie Azure Durable Functions und AWS Step Functions implementiert ist. Sie bieten eine Möglichkeit, zustandsbehaftete Objekte in einer serverlosen Umgebung darzustellen, sodass wir den Zustand aufrechterhalten und komplexe Workflows orchestrieren können.

Stell dir dauerhafte Entitäten als winzige, persistente Mikrodienste innerhalb deiner serverlosen Architektur vor. Sie können:

  • Zustand speichern und verwalten
  • Ereignisse und Nachrichten verarbeiten
  • Langlaufende Workflows koordinieren
  • Mit anderen Funktionen und externen Diensten interagieren

Funktionskomposition mit dauerhaften Entitäten

Kommen wir nun zum Wesentlichen – wie nutzen wir dauerhafte Entitäten, um Funktionen in kohärente Workflows zu komponieren? Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung:

1. Definiere deine Entitäten

Beginne damit, die Entitäten zu definieren, die die Kernelemente deines Workflows darstellen. In einem E-Commerce-System könntest du beispielsweise Entitäten für Bestellung, Zahlung und Inventar haben.

Hier ist ein einfaches Beispiel mit Azure Durable Functions:


[FunctionName("Order")]
public static Task Run([EntityTrigger] IDurableEntityContext ctx)
{
    switch (ctx.OperationName.ToLowerInvariant())
    {
        case "create":
            ctx.SetState(new Order { Id = ctx.EntityId });
            break;
        case "update":
            var order = ctx.GetState();
            order.UpdateDetails(ctx.GetInput());
            ctx.SetState(order);
            break;
        // ... andere Operationen
    }
    return Task.CompletedTask;
}

2. Orchestriere deinen Workflow

Erstelle eine Orchestrator-Funktion, die den gesamten Workflow definiert. Diese Funktion koordiniert die Interaktionen zwischen verschiedenen Entitäten und regulären Funktionen.


[FunctionName("ProcessOrderOrchestrator")]
public static async Task RunOrchestrator(
    [OrchestrationTrigger] IDurableOrchestrationContext context)
{
    var orderId = context.GetInput();

    // Bestellung erstellen und aktualisieren
    await context.CallEntityAsync("Order", orderId, "create");
    await context.CallEntityAsync("Order", orderId, "update", new OrderDetails { /* ... */ });

    // Zahlung verarbeiten
    var paymentResult = await context.CallActivityAsync("ProcessPayment", orderId);
    if (!paymentResult)
    {
        await context.CallEntityAsync("Order", orderId, "cancel");
        return;
    }

    // Inventar aktualisieren
    await context.CallEntityAsync("Inventory", "update", new InventoryUpdate { /* ... */ });

    // Bestellung abschließen
    await context.CallEntityAsync("Order", orderId, "finalize");
}

3. Implementiere Aktivitätsfunktionen

Erstelle reguläre serverlose Funktionen, um spezifische Aufgaben innerhalb deines Workflows zu bearbeiten. Diese können von deinem Orchestrator oder den Entitäten aufgerufen werden.


[FunctionName("ProcessPayment")]
public static async Task ProcessPayment([ActivityTrigger] string orderId)
{
    // Implementiere die Logik zur Zahlungsabwicklung
    // Gib true zurück, wenn die Zahlung erfolgreich ist, andernfalls false
}

Die Magie der dauerhaften Entitäten

Nachdem wir nun gesehen haben, wie man Funktionen mit dauerhaften Entitäten komponiert, wollen wir aufschlüsseln, warum dieser Ansatz so mächtig ist:

Zustandsverwaltung

Dauerhafte Entitäten bewahren ihren Zustand zwischen Aufrufen, was eines der größten Probleme in serverlosen Architekturen löst. Kein Jonglieren mehr mit Datenbanken oder Caches, um den Zustand zu speichern!

Langlaufende Prozesse

Orchestrator-Funktionen können Workflows handhaben, die weit über die typischen Zeitlimits von serverlosen Funktionen hinausgehen. Sie können die Ausführung pausieren und fortsetzen, auf externe Ereignisse oder menschliche Eingaben warten, wenn nötig.

Konsistenz und Zuverlässigkeit

Dauerhafte Entitäten bieten starke Konsistenzgarantien und stellen sicher, dass Operationen in der richtigen Reihenfolge und genau einmal verarbeitet werden. Dies ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Datenintegrität in verteilten Systemen.

Skalierbarkeit

Trotz der Hinzufügung von Zustand zu unserer serverlosen Architektur behalten dauerhafte Entitäten die Skalierungsvorteile von serverlos bei. Die zugrunde liegende Plattform übernimmt automatisch die Skalierung und Verteilung der Entitäten.

Fallstricke und bewährte Praktiken

Bevor du alle deine serverlosen Apps mit dauerhaften Entitäten neu schreibst, beachte diese Punkte:

  • Halte Entitäten klein und fokussiert: Entitäten sollten diskrete Konzepte oder Objekte in deinem Bereich darstellen. Vermeide es, "Gott-Entitäten" zu erstellen, die alles versuchen zu tun.
  • Sei vorsichtig mit der Entitätenspeicherung: Während dauerhafte Entitäten den Zustand speichern, sind sie kein Ersatz für richtige Datenbanken. Verwende sie zur Koordination von Workflows und zur Aufrechterhaltung eines temporären Zustands, nicht als primären Datenspeicher.
  • Fehlerbehandlung sorgfältig implementieren: Implementiere eine ordnungsgemäße Fehlerbehandlung und Kompensationslogik in deinen Orchestratoren. Denke daran, dass in verteilten Systemen alles, was schiefgehen kann, irgendwann schiefgehen wird.
  • Umfassend überwachen und protokollieren: Langlaufende Workflows können komplex sein. Implementiere eine ordnungsgemäße Protokollierung und Überwachung, um den Fortschritt deiner Orchestrierungen zu verfolgen und Probleme zu beheben.

Anwendungen in der realen Welt

Die Stärke der Funktionskomposition mit dauerhaften Entitäten zeigt sich in verschiedenen Szenarien:

  • E-Commerce-Bestellabwicklung: Verwalte den gesamten Lebenszyklus einer Bestellung, von der Erstellung über die Zahlungsabwicklung bis hin zu Inventaraktualisierungen und Versand.
  • IoT-Geräteverwaltung: Koordiniere Firmware-Updates, Datenverarbeitung und Gerätezustandsverwaltung über große Flotten von IoT-Geräten hinweg.
  • Mehrstufige Genehmigungsworkflows: Implementiere komplexe Geschäftsprozesse mit mehreren Genehmigungen, Benachrichtigungen und bedingter Logik.
  • Datenverarbeitungspipelines: Orchestriere mehrstufige Datenumwandlungs- und Analyse-Workflows, die große Datensätze und langlaufende Berechnungen handhaben.

Zusammenfassung

Die Funktionskomposition im Serverless mit dauerhaften Entitäten verleiht deinen serverlosen Anwendungen Superkräfte. Sie ermöglicht es dir, komplexe, zustandsbehaftete Workflows zu erstellen und gleichzeitig die Skalierbarkeit und Kosteneffizienz von serverlosen Architekturen beizubehalten.

Wie bei jedem mächtigen Werkzeug ist es wichtig zu verstehen, wann und wie man dauerhafte Entitäten effektiv einsetzt. Sie sind kein Allheilmittel für alle serverlosen Herausforderungen, aber wenn sie durchdacht angewendet werden, können sie deine Fähigkeit, robuste, skalierbare serverlose Lösungen zu entwickeln, erheblich verbessern.

Also, das nächste Mal, wenn du dich mit Zustandsverwaltung oder langlaufenden Prozessen in deinem serverlosen Projekt herumschlägst, denke daran: Dauerhafte Entitäten könnten genau der Held sein, den du brauchst. Viel Spaß beim Programmieren!

"Die Kunst des Programmierens ist die Kunst, Komplexität zu organisieren." - Edsger W. Dijkstra

Und mit dauerhaften Entitäten haben wir einen mächtigen neuen Pinsel, um unsere serverlosen Meisterwerke zu malen. Gehe nun hinaus und komponiere einige epische serverlose Symphonien!