Транспортні рівні мікросервісів · fullstack.org.ua

Просунутий27 хв· Fullstack Team

Транспортні рівні мікросервісів

Порівняєте TCP, Redis, NATS, RabbitMQ та Kafka і виберете транспорт відповідно до вимог системи.

Роль транспортного рівня

У мікросервісній архітектурі транспортний рівень визначає, як сервіси обмінюються повідомленнями:

як встановлюється з’єднання;
чи зберігаються повідомлення;
що відбувається під час недоступності споживача;
чи підтримуються підтвердження доставки;
як масштабується обробка;
чи зберігається порядок повідомлень;
як реалізуються повторні спроби;
чи можна відтворити старі повідомлення.

У NestJS транспорт обирається через Transport і налаштовується під час створення мікросервісу або клієнта:

typescript

import { Transport } from '@nestjs/microservices';

{
  transport: Transport.TCP,
  options: {
    host: '127.0.0.1',
    port: 8877,
  },
}

typescript

// src/main.ts
import { NestFactory } from '@nestjs/core';
import { Transport } from '@nestjs/microservices';
import { AppModule } from './app.module';

async function bootstrap() {
  const app = await NestFactory.createMicroservice(AppModule, {
    transport: Transport.TCP,
    options: {
      host: process.env.TCP_HOST ?? '0.0.0.0',
      port: Number(process.env.TCP_PORT ?? 8877),
    },
  });

  await app.listen();
}

bootstrap();

typescript

// src/app.controller.ts
import { Controller } from '@nestjs/common';
import { MessagePattern } from '@nestjs/microservices';

@Controller()
export class AppController {
  @MessagePattern({ cmd: 'health' })
  health() {
    return {
      status: 'ok',
      service: 'catalog',
      timestamp: new Date().toISOString(),
    };
  }
}

typescript

import { ClientProxyFactory, Transport } from '@nestjs/microservices';

const client = ClientProxyFactory.create({
  transport: Transport.TCP,
  options: {
    host: 'catalog-service',
    port: 8877,
  },
});

const result = await client
  .send(
    { cmd: 'health' },
    {},
  )
  .toPromise();

console.log(result);

typescript

import { Transport } from '@nestjs/microservices';

const redisOptions = {
  transport: Transport.REDIS,
  options: {
    host: process.env.REDIS_HOST ?? 'localhost',
    port: Number(process.env.REDIS_PORT ?? 6379),
  },
};

typescript

import { Transport } from '@nestjs/microservices';

const natsOptions = {
  transport: Transport.NATS,
  options: {
    servers: [
      process.env.NATS_URL ?? 'nats://localhost:4222',
    ],
  },
};

typescript

import { Transport } from '@nestjs/microservices';

const rabbitOptions = {
  transport: Transport.RMQ,
  options: {
    urls: [
      process.env.RABBITMQ_URL ?? 'amqp://localhost:5672',
    ],
    queue: 'orders_queue',
    queueOptions: {
      durable: true,
    },
  },
};

typescript

import { Transport } from '@nestjs/microservices';

const kafkaOptions = {
  transport: Transport.KAFKA,
  options: {
    client: {
      clientId: 'orders-service',
      brokers: [
        process.env.KAFKA_BROKER ?? 'localhost:9092',
      ],
    },
    consumer: {
      groupId: 'orders-service-consumer',
    },
    subscribe: {
      fromBeginning: false,
    },
  },
};

typescript

type PaymentRequested = {
  eventId: string;
  orderId: string;
  amount: number;
};

async function handlePayment(event: PaymentRequested) {
  const alreadyProcessed = await paymentsRepository.hasEvent(
    event.eventId,
  );

  if (alreadyProcessed) {
    return;
  }

  await paymentsRepository.process({
    orderId: event.orderId,
    amount: event.amount,
  });

  await paymentsRepository.markEventAsProcessed(event.eventId);
}

typescript

import { Transport } from '@nestjs/microservices';

export const tcpTransport = {
  transport: Transport.TCP,
  options: {
    host: process.env.CATALOG_HOST ?? 'catalog-service',
    port: Number(process.env.CATALOG_PORT ?? 8877),
  },
};

export const redisTransport = {
  transport: Transport.REDIS,
  options: {
    host: process.env.REDIS_HOST ?? 'localhost',
    port: Number(process.env.REDIS_PORT ?? 6379),
  },
};

export const natsTransport = {
  transport: Transport.NATS,
  options: {
    servers: [process.env.NATS_URL ?? 'nats://localhost:4222'],
  },
};

export const rabbitTransport = {
  transport: Transport.RMQ,
  options: {
    urls: [process.env.RABBITMQ_URL ?? 'amqp://localhost:5672'],
    queue: 'catalog_queue',
    queueOptions: {
      durable: true,
    },
  },
};

export const kafkaTransport = {
  transport: Transport.KAFKA,
  options: {
    client: {
      clientId: 'catalog-service',
      brokers: [
        process.env.KAFKA_BROKER ?? 'localhost:9092',
      ],
    },
    consumer: {
      groupId: 'catalog-service-consumer',
    },
  },
};

Транспортні рівні мікросервісів

Роль транспортного рівня

Два типи взаємодії

Синхронний запит-відповідь

Асинхронна подія

TCP

Приклад мікросервісу з TCP

Переваги TCP

Обмеження TCP

Redis

Особливості Redis Pub/Sub

Переваги Redis-транспорту

Обмеження

NATS

Core NATS

JetStream

Коли вибирати NATS

RabbitMQ

Основні поняття RabbitMQ

Переваги RabbitMQ

Обмеження RabbitMQ

Kafka

Основні поняття Kafka

Масштабування Kafka

Порядок повідомлень

Переваги Kafka

Обмеження Kafka

Порівняння транспортів

TCP

Redis

NATS

RabbitMQ

Kafka

Модель гарантій доставки

At-most-once

At-least-once

Exactly-once

Як вибирати транспорт

Крок 1. Визначте тип взаємодії

Крок 2. Визначте ціну втрати повідомлення

Крок 3. Визначте модель споживання

Крок 4. Оцініть потребу в повторному читанні

Крок 5. Визначте вимоги до порядку

Крок 6. Перевірте операційні вимоги

Типові архітектурні рішення

Внутрішній RPC

Фонові команди

Доменні події

Некритичне оновлення кешу

Інтеграція транспорту в NestJS

Типові помилки

Використання Redis Pub/Sub для критичних команд

Вибір Kafka лише через високу продуктивність

Припущення, що RabbitMQ зберігає нескінченну історію

Припущення про глобальний порядок у Kafka

Відсутність ідемпотентності

Змішування queue group і broadcast

Вибір транспорту без плану відмови

Summary