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。