Checklist: Hoe bouw je een robuuste en schaalbare applicatie?

Checklist: Hoe bouw je een robuuste en schaalbare applicatie?

In de wereld van softwareontwikkeling is het bouwen van robuuste en schaalbare applicaties essentieel. Bij Cloudbear nemen we in ons advies altijd een aantal essentiële factoren mee. In deze blogpost vertellen we welke 6 factoren dat zijn en geven we een kijkje in de keuken van onze cloudberen. 

1. Ga er vanuit dat dingen falen

Het anticiperen op het falen van systemen en services is niet alleen een best practice, maar een noodzaak in het moderne technologische landschap. Een proactieve benadering stelt ontwikkelaars in staat om veerkrachtige systemen te bouwen die kunnen omgaan met onverwachte gebeurtenissen en storingen. Door middel van strategieën zoals timeouts, retries en Circuit Breaking kunnen potentiële problemen effectief worden aangepakt voordat ze zich voordoen, waardoor de algehele betrouwbaarheid van de applicatie wordt verhoogd.

Bovendien is het essentieel om niet alleen te anticiperen op het falen van individuele componenten, maar ook op het falen van externe services en infrastructurele elementen. In scenario’s waarin cruciale services zoals ElasticSearch niet beschikbaar zijn, is het van vitaal belang om fallback-mechanismen te plannen om de continuïteit van de applicatie te waarborgen. Het identificeren van potentiële zwakke punten, zoals mobiele verbindingen met een slechte dekking of overbelaste servers, stelt ontwikkelaars in staat om robuuste oplossingen te implementeren die veerkrachtig zijn in uiteenlopende omgevingen.

2. Ga bewust om met caching

Caching speelt een cruciale rol in het optimaliseren van de prestaties van je applicatie, maar het vereist een zorgvuldige benadering om effectief te zijn. Door caching slim te implementeren, kunnen ontwikkelaars de responstijden verbeteren en de belasting op achterliggende systemen verminderen. Het gebruik van tools zoals golang’s groupcache biedt een handige manier om caching te beheren, vooral in een gedistribueerde microservices-architectuur. Met groupcache kunnen ontwikkelaars eenvoudig caching over al hun microservices coördineren, waardoor herhaalde queries naar onderliggende systemen worden verminderd en de algehele systeemprestaties worden verbeterd.

Echter, bij het implementeren van caching is het belangrijk om rekening te houden met mogelijke uitdagingen, met name bij het flushen van de cache. Wanneer de cache wordt geleegd, kan dit leiden tot een plotselinge toename van het aantal queries naar achterliggende services, wat de prestaties van het systeem kan beïnvloeden. Het is daarom essentieel om het flushen van de cache zorgvuldig te plannen en te coördineren met eventuele andere systeemwijzigingen of onderhoudsactiviteiten. Door caching te behandelen als een strategisch onderdeel van de applicatiearchitectuur en rekening te houden met de mogelijke impact op andere componenten, kunnen ontwikkelaars de voordelen maximaliseren en tegelijkertijd de risico’s minimaliseren.

3. Kies bewust voor stateless of stateful applicaties/backends

Het kiezen tussen stateless en stateful architecturen vereist een grondige analyse van de vereisten van je applicatie en de bijbehorende implicaties. Stateless architecturen bieden flexibiliteit en schaalbaarheid doordat elk request onafhankelijk is en geen informatie over voorgaande verzoeken vereist. Dit maakt ze ideaal voor situaties waarin horizontale schaalbaarheid en eenvoudig onderhoud belangrijk zijn. Bovendien vergemakkelijken stateless architecturen het fouttolerante ontwerp, aangezien falende instanties eenvoudig kunnen worden vervangen zonder enige impact op de rest van het systeem.

Aan de andere kant kunnen stateful architecturen meer kracht bieden, vooral bij complexe applicaties die gedeelde state informatie tussen verzoeken moeten behouden. Door de persistente staat te handhaven, kunnen stateful applicaties efficiënter zijn in termen van geheugen- en verwerkingsgebruik, wat kan resulteren in betere prestaties en minder noodzaak voor externe opslag- en synchronisatiemechanismen. Echter, het beheren van de state tussen verschillende verzoeken kan uitdagend zijn en vereist geavanceerde technieken voor synchronisatie, foutafhandeling en schaalbaarheid. Daarom is het cruciaal om de trade-offs zorgvuldig af te wegen en de aanpak te kiezen die het beste aansluit bij de functionele en niet-functionele vereisten van je applicatie.

4. Denk goed na over de datastructuur van je database en hou database migraties bij

Een goed ontworpen database is de ruggengraat van een applicatie. Het begint allemaal met het zorgvuldig definiëren van de datastructuur, inclusief tabellen, relaties en indexen. Een doordachte datastructuur optimaliseert niet alleen de prestaties van je applicatie, maar maakt ook toekomstige ontwikkelingen en wijzigingen gemakkelijker te beheren. Bij het ontwerpen van de datastructuur is het belangrijk om rekening te houden met de specifieke behoeften van je applicatie, zoals de frequentie en complexiteit van de queries, de verwachte datavolumes en de vereisten voor gegevensintegriteit en beveiliging.

Naast het initiële ontwerp is het bijhouden van database migraties een cruciale praktijk gedurende de levensduur van de applicatie. Wijzigingen in de datastructuur, zoals het toevoegen van nieuwe tabellen, het wijzigen van kolommen of het aanpassen van indexen, vereisen zorgvuldige planning en coördinatie om de consistentie en integriteit van de gegevens te behouden. Door een goed migratiebeheer te handhaven, minimaliseer je het risico op fouten en onbedoelde gegevensverlies tijdens het evolueren van je applicatie. Zelfs tijdens de lokale ontwikkeling is het belangrijk om database migraties bij te houden, zodat je wijzigingen gemakkelijk kunt repliceren in andere omgevingen en een consistente ontwikkelingsworkflow kunt handhaven.

5. Log niet naar files, maar behandel het als streams en sla niets op het lokale filesysteem op

Logging is cruciaal voor het monitoren en debuggen van applicaties, maar traditionele loggingpraktijken kunnen beperkingen hebben. Het gebruik van lokale bestandssystemen voor het opslaan van logs kan problemen opleveren met betrekking tot schaalbaarheid, redundantie en beveiliging. In plaats daarvan is het raadzaam om logs te behandelen als streams en ze op te slaan in geoptimaliseerde, schaalbare opslagoplossingen, zoals cloudopslag of specifieke logbeheerservices. Door logs te centraliseren en te standaardiseren, wordt het gemakkelijker om ze te analyseren, trends te identificeren en problemen op te lossen, vooral in gedistribueerde systemen waarin meerdere services betrokken zijn.

Een ander belangrijk aspect van logging is het omgaan met gevoelige informatie. Het loggen van vertrouwelijke gegevens zoals gebruikersinformatie, wachtwoorden of financiële transacties kan leiden tot ernstige beveiligingsrisico’s als deze informatie op het lokale bestandssysteem wordt opgeslagen. Door logs te behandelen als streams en ze op te slaan in gecentraliseerde en goed beveiligde omgevingen, kunnen ontwikkelaars de risico’s van ongeautoriseerde toegang tot gevoelige gegevens minimaliseren. Bovendien kunnen geavanceerde loggingtools en technieken worden gebruikt om gevoelige informatie te maskeren of te anonimiseren, terwijl nog steeds waardevolle inzichten worden verkregen uit de logs voor monitoring, analyse en probleemoplossing.

6. Hou je aan de Twelve-Factor App Principles

De Twelve-Factor App Principles zijn een set van best practices die zijn ontworpen om de ontwikkeling en het beheer van moderne applicaties te vergemakkelijken. Deze principes zijn niet alleen van toepassing op cloudgebaseerde systemen, maar zijn ook relevant voor traditionele on-premises infrastructuren. Door deze principes te volgen, kunnen ontwikkelaars profiteren van een gestandaardiseerde aanpak die de consistentie en betrouwbaarheid van applicaties bevordert.

Een van de belangrijkste aspecten van de Twelve-Factor App Principles is de nadruk op de scheiding van configuratie en code. Door configuratievariabelen buiten de codebasis te houden en ze dynamisch te laden tijdens runtime, kunnen ontwikkelaars gemakkelijk schakelen tussen verschillende omgevingen (zoals ontwikkeling, staging en productie) zonder de code te wijzigen. Dit bevordert een gestroomlijnde implementatie en maakt het beheer van verschillende omgevingen eenvoudiger en minder foutgevoelig. Bovendien maakt deze aanpak het gemakkelijker om gevoelige informatie zoals wachtwoorden en API-sleutels te beheren, wat de beveiliging van de applicatie verbetert.

Meer weten?

Wil je meer weten over hoe Cloudbear kan helpen bij het bouwen van robuuste en schaalbare applicaties? Neem dan vandaag nog contact met ons op en ontdek hoe onze expertise en innovatieve oplossingen je kunnen helpen om je ontwikkelprojecten naar nieuwe hoogten te tillen.