雲端設計模式

這些設計模式適用於在雲端中建置可靠、可調整且安全的應用程式。

每個模式描述模式所解決的問題、套用模式的考慮，以及以 Microsoft Azure 為基礎的範例。 大部分模式都包含示範如何在 Azure 上實作模式的程式代碼範例或代碼段。 不過，大部分模式都與裝載於 Azure 或其他雲端平臺上的任何分散式系統有關。

雲端工作負載容易發生 分散式運算的弱點。 雲端設計弱點的一些範例包括：

• 網路可靠
• 延遲為零
• 帶寬是無限的
• 網路是安全的
• 拓撲不會變更
• 有一個系統管理員
• 元件版本設定很簡單
• 可檢視性實作可能會延遲

設計模式不會消除這類概念，但有助於帶來意識、補償和風險降低。 每個雲端模式都有自己的取捨。 您需要更注意為何要選擇特定模式，而不是如何實作它。

雲端開發的挑戰

	資料管理 數據管理是雲端應用程式的關鍵元素，會影響大部分的品質屬性。 數據通常會裝載在不同的位置，以及跨多部伺服器，以達到效能、延展性或可用性。 這可以呈現各種挑戰。 例如，必須維護數據一致性，而且數據通常需要跨不同位置同步處理。
	設計和實作 良好的設計包括元件設計和部署的一致性和一致性、簡化管理和開發的可維護性，以及允許在其他應用程式和案例中使用元件和子系統的重複使用性。 在設計和實作階段做出的決策，會大幅影響雲端裝載應用程式和服務的品質和總擁有成本。
	傳訊 雲端應用程式的分散式本質需要將元件和服務連線的傳訊基礎結構，在理想情況下會鬆散結合，以最大化延展性。 異步傳訊廣泛使用並提供許多優點，但也帶來挑戰，例如排序訊息、有害訊息管理、等冪等。

模式目錄

模式	摘要	類別
大使	建立協助程式服務，代表取用者服務或應用程式傳送網路要求。	設計和實作， 卓越營運
反損毀層	實作新式應用程式與舊版系統之間的外觀或配接器層。	設計和實作， 卓越營運
異步要求-回復	將後端處理與前端主機分離，其中後端處理必須是異步的，但前端仍然需要明確的回應。	傳訊
前端的後端	建立個別的後端服務，以由特定前端應用程式或介面取用。	設計和實作
艙壁	將應用程式的元素隔離到集區中，如此一來，如果其中一個失敗，其他專案會繼續運作。	可靠性
Cache-Aside	視需要將數據載入資料存放區中的快取	資料管理， 效能效率
編排	讓每個服務決定商務作業的處理時機和方式，而不是視中央協調器而定。	傳訊、 效能效率
斷路 器	處理在連線到遠端服務或資源時，可能需要一段時間才能修正的錯誤。	可靠性
宣告檢查	將大型訊息分割成宣告檢查和承載，以避免壓倒訊息總線。	傳訊
補償交易	復原一系列步驟所執行的工作，一起定義最終一致的作業。	可靠性
競爭取用者	讓多個並行取用者處理相同傳訊通道上收到的訊息。	傳訊
計算資源匯總	將多個工作或作業合併成單一計算單位	設計和實作
CQRS	使用個別介面來隔離從更新數據的作業讀取數據的作業。	資料管理， 設計和實作， 效能效率
部署戳記	部署多個獨立應用程式元件複本，包括數據存放區。	可靠性， 效能效率
Edge 工作負載組態	店面上各種系統和裝置都可能會使工作負載設定成為一個難題。	設計和實作
事件來源	使用僅限附加存放區來記錄描述定義域中數據所採取的動作的完整系列事件。	資料管理， 效能效率
外部組態存放區	將組態資訊從應用程式部署套件移至集中式位置。	設計和實作， 卓越營運
同盟身分識別	將驗證委派給外部識別提供者。	安全性
把關	使用專用主機實例來保護應用程式和服務，以作為用戶端與應用程式或服務之間的訊息代理程式、驗證和清理要求，並在它們之間傳遞要求和數據。	安全性
閘道匯總	使用閘道將多個個別要求匯總成單一要求。	設計和實作， 卓越營運
閘道卸除	將共用或特製化服務功能卸除至閘道 Proxy。	設計和實作， 卓越營運
網關路由	使用單一端點將要求路由傳送至多個服務。	設計和實作， 卓越營運
地理區域	將後端服務部署到一組地理節點，每個節點都可以在任何區域中服務任何用戶端要求。	可靠性， 卓越營運
健全狀況端點監視	在應用程式中實作功能檢查，外部工具可以定期透過公開的端點存取。	可靠性， 卓越營運
索引表	在查詢經常參考的數據存放區中建立索引。	資料管理， 效能效率
領袖選舉	藉由選擇一個實例做為負責管理其他實例的領導者，協調分散式應用程式中共同作業工作實例集合所執行的動作。	設計和實作， 可靠性
具體化檢視	當數據不適合針對必要的查詢作業格式化時，針對一或多個數據存放區中的數據產生預先填入的檢視。	資料管理， 卓越營運 效能效率
管道和篩選	將執行複雜處理的工作分解成一系列可重複使用的個別元素。	設計和實作， 傳訊
優先順序佇列	設定傳送至服務的要求優先順序，以便接收和處理優先順序高於優先順序較低的要求。	傳訊、 效能效率
Publisher/Subscriber	讓應用程式以異步方式向多個感興趣的取用者宣告事件，而不需要將傳送者與接收者結合。	傳訊
佇列型負載撫平	使用佇列，做為工作與它叫用的服務之間的緩衝區，以便順暢間歇性繁重的負載。	可靠性， 傳訊、 復原能力， 效能效率
速率限制模式	限制模式可協助您避免或最小化與這些節流限制相關的節流錯誤，並協助您更準確地預測輸送量。	可靠性
重試	讓應用程式在嘗試連線到服務或網路資源時，藉由明確地重試先前失敗的作業，來處理預期的暫時失敗。	可靠性
傳奇	在分散式交易案例中管理微服務之間的數據一致性。 Saga 是一連串的交易，會更新每項服務並發佈訊息或事件，觸發下一個交易步驟。	傳訊
排程器代理程式監督員	跨分散式服務和其他遠端資源協調一組動作。	傳訊、 可靠性
循序車隊	以定義的順序處理一組相關的訊息，而不會封鎖處理其他訊息群組。	傳訊
分區化	將數據存放區分割成一組水平數據分割或分區。	資料管理， 效能效率
Sidecar	將應用程式的元件部署到個別的進程或容器，以提供隔離和封裝。	設計和實作， 卓越營運
靜態內容裝載	將靜態內容部署至雲端式記憶體服務，以將其直接傳遞至用戶端。	設計和實作， 資料管理， 效能效率
Strangler Fig	透過逐漸將特定功能片段取代為新的應用程式和服務，以累加方式移轉舊版系統。	設計和實作， 卓越營運
節流	控制應用程式實例、個別租用戶或整個服務所使用的資源耗用量。	可靠性， 效能效率
代客金鑰	使用令牌或金鑰，提供用戶端對特定資源或服務的受限直接存取。	資料管理， 安全性