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10のアプリケーション処理パターン
アプリケーション処理にはさまざまなパターンがありますが、以下に10の典型的な処理パターンを紹介します。
1. リクエスト・レスポンス (Request-Response)
クライアントがサーバーにリクエストを送り、サーバーがそれに対するレスポンスを返すというパターンです。Webアプリケーションで一般的に使用されます。
例: HTTPリクエスト、REST API
2. イベント駆動 (Event-Driven)
イベントが発生すると、それに応じて処理がトリガーされるパターンです。リアクティブプログラミングや分散システムでよく見られます。
例: メッセージキュー (RabbitMQ、Amazon SQS)、イベントバス、Webhooks
3. ストリーム処理 (Stream Processing)
データが連続的に流れてくる場合に、リアルタイムで処理を行うパターンです。大規模なデータ処理やリアルタイム分析に使用されます。
例: Apache Kafka、Amazon Kinesis
4. バッチ処理 (Batch Processing)
大量のデータを一括して処理するパターンです。定期的な処理やデータ集計に適しています。
例: Apache Hadoop、AWS Batch
5. パブリッシュ・サブスクライブ (Publish-Subscribe)
データを発行するパブリッシャーと、それを購読するサブスクライバーが存在するパターンです。メッセージの配信に使用されます。
例: Apache Kafka、Amazon SNS、Google Pub/Sub
6. マイクロサービス (Microservices)
アプリケーションを複数の独立したサービスに分割するパターンです。各サービスは小さく、特定の機能を提供し、他のサービスと通信します。
例: サービス間通信にRESTやgRPCを使用
7. CQRS (Command Query Responsibility Segregation)
コマンド(状態を変更する操作)とクエリ(データを読み取る操作)を分離するパターンです。システムのスケーラビリティと性能向上に寄与します。
例: データベース設計における読み取りと書き込みの分離
8. サーキットブレーカー (Circuit Breaker)
障害が発生した際に、システム全体に影響が広がらないようにするためのパターンです。障害発生時にリクエストを遮断し、リトライ戦略を組み合わせることが一般的です。
例: Netflix Hystrix、Resilience4j
9. オーケストレーション (Orchestration)
複数のサービスやタスクを管理し、連携して処理を進めるパターンです。ワークフロー管理に適しています。
例: Apache Airflow、AWS Step Functions
10. コレオグラフィー (Choreography)
各サービスが他のサービスと直接通信し、全体のフローを管理するパターンです。分散システムでの柔軟な連携に適しています。
例: マイクロサービスアーキテクチャでのイベント駆動設計
これらのパターンは、アプリケーションの要件や環境に応じて適切に選択され、組み合わせて使用されることが多いです。
また通信プロトコル別に典型的な処理パターンを分類してみます。
HTTP/HTTPS
リクエスト・レスポンス (Request-Response): クライアントがリクエストを送信し、サーバーがレスポンスを返す。Webアプリケーションで一般的。
例: REST API、GraphQL
WebSockets
リアルタイム通信 (Real-Time Communication): サーバーとクライアント間で継続的な双方向通信が可能。
例: チャットアプリケーション、オンラインゲーム
MQTT
パブリッシュ・サブスクライブ (Publish-Subscribe): IoTデバイス間での軽量メッセージングプロトコル。
例: センサーデータの収集と配信
AMQP
メッセージキュー (Message Queue): 分散システムやマイクロサービス間でのメッセージのやり取り。
例: RabbitMQ、Azure Service Bus
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
リクエスト・レスポンス (Request-Response): メール送信の際にクライアントがメールサーバーにリクエストを送り、サーバーがレスポンスを返す。このやり取りを経てメールが転送されます。
例: メールの送信、受信
FTP/SFTP
ファイル転送 (File Transfer): ファイルのアップロードやダウンロードを行うプロトコル。
例: ファイルのバックアップ、データの移行
gRPC
リクエスト・レスポンス (Request-Response): プロトコルバッファを使用した高性能なRPC通信。
例: マイクロサービス間通信
SOAP
リクエスト・レスポンス (Request-Response): XMLベースのプロトコルで、Webサービス間のデータ交換に使用。
例: エンタープライズシステム間のデータ連携
XMPP
リアルタイム通信 (Real-Time Communication): メッセージングやプレゼンス情報の交換に使用。
例: インスタントメッセージング、オンラインステータス
Kafka (プロトコル独自)
ストリーム処理 (Stream Processing): リアルタイムでのデータストリームの処理。
例: ログ解析、リアルタイムデータ分析
CoAP (Constrained Application Protocol)
リクエスト・レスポンス (Request-Response): リソースが限られたデバイス間での通信に適したプロトコル。
例: IoTデバイスの通信
以上プロトコル別アプリ処理パターンでした。
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