Mikroservisler mimarisinde, veritabanı yapısı ve veri bütünlüğü nasıl olmalı?

 Mikroservisler mimarisinde, veritabanı yapısı ve veri bütünlüğü konuları önemli zorluklar oluşturur çünkü her mikroservis genellikle kendi bağımsız veritabanına sahip olur. Bu, veritabanı bölünmesi (database per service) olarak bilinir ve mikroservislerin esnekliğini artırırken, aynı zamanda veri tutarlılığı ve bütünlüğü sağlamayı zorlaştırır.

1. Veritabanı Yapısı:

• Veritabanı Bağımsızlığı: Her mikroservis kendi veritabanına sahip olmalıdır. Bu, mikroservislerin bağımsız olmasını sağlar ve her biri farklı türde veritabanları (SQL veya NoSQL) kullanabilir. Örneğin, bir servis PostgreSQL kullanabilir, diğeri MongoDB veya Cassandra kullanabilir.
• Veri Modeli Bağımsızlığı: Mikroservisler bağımsız olduğunda, her biri kendi veri modelini tasarlayabilir. Bu, her mikroservisin ihtiyaçlarına özel ve optimize edilmiş veri modelleri geliştirilmesine olanak tanır.

2. Veri Bütünlüğü ve Tutarlılık:

Mikroservislerde, verilerin tutarlılığını sağlamak için bazı yöntemler kullanılabilir. Ancak, merkezi bir veritabanı yerine bağımsız veritabanları kullanıldığı için ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) garantileri sağlamak zordur. Bunun yerine, daha fazla eventual consistency (sonunda tutarlılık) yaklaşımına yönelmek gerekebilir.

a. Eventual Consistency (Sonunda Tutarlılık):

Mikroservisler arasındaki veri bütünlüğünü sağlamak için eventual consistency modelini kullanabilirsiniz. Bu modelde, veriler başlangıçta tutarsız olabilir, ancak zaman içinde sistemdeki tüm bileşenler tutarlı hale gelir.

• Event-driven Architecture: Mikroservisler arasındaki veri paylaşımı için olay tabanlı sistemler kullanılır. Bir mikroservis, bir işlem tamamlandığında bir event (olay) yayınlar ve diğer mikroservisler bu olayı dinler.
• Event Sourcing: Herhangi bir değişiklik, sistemdeki bir olay (event) olarak kaydedilir. Bu olaylar, veri tutarlılığını sağlamak için diğer servisler tarafından dinlenebilir ve işlenebilir.

b. SAGA Pattern:

SAGA, mikroservisler arasında dağıtık işlemler için bir işlem yönetim deseni sunar. Birden fazla mikroservis arasında işlemler yapılırken tutarlılığı sağlamak için kullanılabilir. SAGA, iki ana yaklaşımı içerir:

• Choreography: Her servis, başarılı veya başarısız bir işlemin ardından bir olay yayınlar ve diğer servisler bu olayı dinler ve uygun işlemleri gerçekleştirir.
• Orchestration: Bir merkezi Saga Orchestrator servis tarafından işlem akışı yönetilir. Bu servis, işlem sırasını koordine eder ve her bir mikroservisin nasıl işleyeceğini belirler.

c. 2 Phase Commit (2PC):

Mikroservisler arasında veritabanı bütünlüğünü sağlamak için 2 Phase Commit (İki Aşamalı Taahhüt) protokolü kullanılabilir. Ancak, bu yöntem mikroservislerde genellikle kullanılmaz çünkü dağıtık işlemler üzerinde yüksek performans ve esneklik gereksinimlerine hitap etmez. 2PC, birden fazla mikroservisin işlem sırasına göre tüm adımlarının başarılı olmasını sağlar, ancak zaman içinde kilitlenmeler veya performans sorunlarına yol açabilir.

3. Transaction Management (İşlem Yönetimi):

Mikroservislerde tek bir işlem (transaction) genellikle birden fazla servisi kapsayamaz. Ancak, distribüt edilmiş işlemler için farklı desenler ve teknikler kullanılır:

a. Distributed Transactions:

• Two-Phase Commit (2PC): Geleneksel bir işlem protokolü, ancak mikroservislerde çok az tercih edilir. Servislerin bağımsız çalışmasını engelleyebilir ve veritabanı kilitlenmelerine yol açabilir.
• SAGA Pattern: Dağıtık işlemler ve transaction yönetimi için daha uygun bir çözümdür.

b. Transactional Outbox:

• Bu desen, mikroservislerde işlemlerle ilişkili olayları yönetmek için kullanılır. Bir servis, veritabanı işlemini tamamladıktan sonra bir "outbox" tablosuna olay (event) kaydeder. Ardından bir "event handler" bu olayı alır ve ilgili servisleri günceller.

c. CQRS (Command Query Responsibility Segregation):

• Mikroservislerin okuma ve yazma işlemlerini ayırarak veritabanı işlemlerinin tutarlılığını sağlar. Yazma işlemleri (commands) farklı veri modelleriyle yapılırken, okuma işlemleri (queries) farklı bir veri modeline sahip olabilir. Bu, performansı artırırken tutarlılığı da sağlamada yardımcı olabilir.

4. Veritabanı Tutarlılığı:

Mikroservislerde, veri tutarlılığını sağlamak için aşağıdaki yaklaşımlar kullanılabilir:

• Event Sourcing: Veritabanı durumu yerine, işlemlerin sırasını kaydeden olaylar üzerinden çalışmak.
• Denormalization: Veritabanı yapısını, servislerin hızlıca erişebileceği şekilde denormalize etmek. Bu, mikroservislerin birbirlerinden bağımsız olarak veri okumalarını hızlandırabilir.
• Saga ve Eventual Consistency: Dağıtık işlemler için SAGA deseni ve eventual consistency sağlamak.

Özet:

• Mikroservisler, genellikle bağımsız veritabanlarına sahip olurlar ve bu durum veri tutarlılığı ve bütünlüğü konularında zorluklar yaratabilir.
• Eventual consistency, SAGA Pattern ve Event Sourcing gibi desenler, veri tutarlılığını sağlamak için mikroservis mimarisinde yaygın olarak kullanılır.
• Dağıtık işlemler ve veri yönetimi için geleneksel ACID garantilerinden farklı, daha esnek ve ölçeklenebilir çözümler tercih edilir.

Bu konular, mikroservis mimarisinin temel taşlarıdır ve mikroservislerin başarılı bir şekilde yönetilmesi için kritik öneme sahiptir.