Tecniche di progettazione di architettura basate sullo stato in ambienti serverless

Cosa significa “serverless”?

Il termine “serverless” potrebbe sembrare un po’ fuorviante. Non significa che non ci siano server, ma piuttosto che chi sviluppa applicazioni non deve preoccuparsi della gestione dei server. Immagina di voler cuocere una torta: con un forno tradizionale, devi preoccuparti della temperatura, del timer e del controllo della cottura. Con un forno “smart”, invece, devi solo inserire la torta e selezionare il tipo. In modo simile, le architetture serverless permettono di focalizzarsi sul codice e sulla logica di business, mentre la gestione della scalabilità, del bilanciamento del carico e della manutenzione dei server è automatizzata dai provider cloud.

Architettura basata sullo stato

L’architettura basata sullo stato in ambienti serverless si riferisce alla capacità di mantenere e gestire informazioni di stato tra le varie esecuzioni delle funzioni. Immagina un robot che deve compiere una sequenza di azioni. Per sapere dove si è fermato, deve ricordarsi l’ultimo passo compiuto. Questo è l’equivalente di mantenere uno “stato”. Nei sistemi serverless, questo può essere complicato perché le funzioni sono spesso progettate per essere stateless, eseguendo un compito e terminando senza memoria del passato.

Vantaggi e sfide

Utilizzare un’architettura basata sullo stato in un ambiente serverless offre molti vantaggi, come la possibilità di creare applicazioni più dinamiche e interattive. Tuttavia, presenta anche sfide significative. Uno dei principali ostacoli è garantire la coerenza dello stato, soprattutto quando più funzioni accedono o aggiornano lo stato simultaneamente. Inoltre, è essenziale gestire correttamente la latenza e i costi associati al salvataggio e al recupero dello stato da storage esterni.

Tecniche di gestione dello stato

Esistono diverse strategie per gestire lo stato in ambienti serverless. Una comune è l’uso di database esterni, come DynamoDB o Firebase. Questi database fungono da memoria permanente dove le funzioni possono salvare e recuperare lo stato. Un’altra tecnica è l’uso di servizi di storage temporaneo, come le variabili di contesto o i sistemi di cache distribuita. Ciascuna di queste tecniche ha i propri punti di forza e limiti, e la scelta dipende dalle esigenze specifiche dell’applicazione.

Database esterni

I database esterni sono spesso una scelta ottimale per la gestione dello stato, poiché offrono durabilità e affidabilità. Quando un’applicazione deve mantenere informazioni persistenti tra le esecuzioni, un database come DynamoDB può essere utilizzato per scrivere e leggere dati facilmente. Tuttavia, l’accesso frequente al database può introdurre latenza e costi aggiuntivi, quindi è importante ottimizzare le operazioni di lettura/scrittura.

Cache e variabili di contesto

Per gestire lo stato temporaneo, le cache in-memory e le variabili di contesto possono essere molto utili. Queste soluzioni consentono di mantenere informazioni effimere che non richiedono persistenza a lungo termine. Ad esempio, una cache può memorizzare i risultati di una funzione per velocizzare le richieste successive. Tuttavia, è importante ricordare che queste soluzioni non sono adatte per dati critici che devono essere recuperati dopo un errore o un riavvio.

Pattern di progettazione di broker di eventi tra contesti di dominio in applicazioni su larga scala

Pattern di progettazione

Nella progettazione di architetture basate sullo stato in ambienti serverless, alcuni pattern possono essere particolarmente utili. Uno di questi è il “Saga Pattern”, che gestisce le transazioni distribuite suddividendo il processo in una serie di passi coordinati. Un altro è il “Event Sourcing”, che tiene traccia delle modifiche dello stato come una sequenza di eventi, permettendo di ricostruire lo stato corrente in qualsiasi momento.

Saga Pattern

Il Saga Pattern è particolarmente utile per gestire transazioni complesse che coinvolgono più servizi. Invece di cercare di gestire una transazione atomica, il processo è suddiviso in una serie di azioni indipendenti, ciascuna con una compensazione definita in caso di errore. Questo approccio aumenta la resilienza e facilita il rollback delle operazioni non riuscite.

Event Sourcing

L’Event Sourcing è un altro pattern utile, in cui ogni cambiamento di stato viene registrato come un evento. Questo approccio non solo permette di ricostruire lo stato attuale, ma fornisce anche un registro storico delle modifiche, utile per analisi e debugging. Tuttavia, l’implementazione di Event Sourcing può essere complessa a causa della necessità di gestire una grande quantità di eventi nel tempo.

Considerazioni finali

L’adozione di tecniche di progettazione di architettura basate sullo stato in ambienti serverless può trasformare il modo in cui vengono sviluppate e gestite le applicazioni. Sebbene ci siano sfide da affrontare, i benefici offerti in termini di flessibilità e scalabilità sono significativi. Come sempre, è cruciale valutare attentamente le esigenze specifiche di ogni progetto e scegliere le tecniche e i pattern più adatti per raggiungere gli obiettivi desiderati.