# REL04-BP02 疎結合の依存関係を実装する
キューイングシステム、ストリーミングシステム、ワークフロー、ロードバランサーなどの依存関係は、緩やかに結合しています。疎結合は、コンポーネントの動作をそれに依存する他のコンポーネントから分離するのに役立ち、弾力性と俊敏性を高めます。
密結合のシステムでは、あるコンポーネントを変更すると、そのコンポーネントに依存する他のコンポーネントも変更しなければならなくなり、結果として、すべてのコンポーネントのパフォーマンスが低下する可能性があります。疎結合はこの依存関係を壊すため、依存コンポーネントが知る必要があるのは、バージョン管理されて公開されたインターフェイスのみです。依存関係があるコンポーネント間に疎結合を実装すると、あるコンポーネントの障害が別のコンポーネントに影響を及ぼさないようにすることができます。
疎結合では、コードの変更やコンポーネントへの機能の追加を自由にできる一方で、そのコンポーネントに依存する他のコンポーネントへのリスクを最小限に抑えることができます。また、回復力を細分化でき、コンポーネントレベルでスケールアウトしたり、依存関係の根本的な実装さえも変更したりできます。
疎結合によって弾力性をさらに向上させるには、可能な場合はコンポーネント間のやりとりを非同期にします。このモデルは、即時応答を必要とせず、リクエストが登録されていることの確認で十分な状況では、どのような対話にも最適です。イベントを生成するコンポーネントと、イベントを消費するコンポーネントがあります。2 つのコンポーネントは、直接的なポイントツーポイントのやりとりではなく、通常、Amazon SQS キューのような中間的な耐久性の高いストレージレイヤーや Amazon Kinesis のようなストリーミングデータプラットフォーム、または AWS Step Functions を介して統合されます。
Amazon SQS キューと Elastic Load Balancing は、疎結合の中間レイヤーを追加する方法のうちの 2 つにすぎません。イベント駆動型アーキテクチャは、Amazon EventBridge を使用して AWS クラウド に構築することもできます。これにより、依存しているサービス (イベントコンシューマー) からクライアント (イベントプロデューサー) を抽出することができます。Amazon Simple Notification Service (Amazon SNS) は、高スループット、プッシュベースの多対多メッセージングが必要な場合に効果的なソリューションです。Amazon SNS トピックを使用すると、パブリッシャーシステムは、メッセージを多数のサブスクライバーエンドポイントにファンアウトして、並列処理できます。
キューにはいくつかの利点がありますが、ほとんどのハードリアルタイムシステムでは、しきい値の時間 (多くの場合、数秒) よりも長時間かかっているリクエストは古くなっていると見なされ (クライアントが停止し、応答を待機しなくなる)、処理されません。このように、古くなったリクエストの代わりに、より新しい (そしておそらくまだ有効な) リクエストを処理することができます。
**期待される成果:** 疎結合の依存関係を実装することで、障害の影響が及ぶ範囲をコンポーネントレベルまで最小限に抑えることができ、問題の診断と解決に役立ちます。また、開発サイクルが簡素化され、チームはモジュールレベルで変更を実装できるようになり、その部分に依存する他のコンポーネントのパフォーマンスに影響は及びません。このアプローチでは、リソースのニーズに基づいてコンポーネントレベルでスケールアウトできるだけでなく、コスト効率良くコンポーネントを活用できるようになります。
**一般的なアンチパターン:**
+ モノリシックワークロードのデプロイ。
+ リクエストのフェイルオーバーや非同期処理を行うことはできない状態で、ワークロード層間で直接 API を呼び出す。
+ 共有データを使用した密結合。疎結合のシステムでは、共有データベースや他の形で密結合されたデータストレージを介したデータの共有を避ける必要があります。そうしたデータ共有が密結合を持ち込み、スケーラビリティを妨げる可能性があります。
+ バックプレッシャーを無視する。ワークロードには、コンポーネントが同じ速度でデータを処理できない場合に、データの受信を遅らせたり停止したりする機能が必要です。
**このベストプラクティスを確立するメリット:** 疎結合は、コンポーネントの動作をそれに依存する他のコンポーネントから分離するのに役立ち、弾力性と俊敏性を高めます。1 つのコンポーネントの障害は他のコンポーネントから分離されます。
**このベストプラクティスが確立されていない場合のリスクレベル:** 高
## 実装のガイダンス
疎結合の依存関係を実装します。疎結合のアプリケーションを構築するためのさまざまなソリューションがあります。フルマネージド型のキュー、自動化されたワークフロー、イベントへの対応、API などを実装するサービスがこれに当たりますが、いずれも、コンポーネントの動作を他のコンポーネントから分離するのに役立ち、弾力性と俊敏性を高めます。
+ **イベント駆動型アーキテクチャを構築する:** [Amazon EventBridge](https://docs.aws.amazon.com/eventbridge/latest/userguide/eb-what-is.html) では、疎結合かつ分散型のイベント駆動型アーキテクチャを構築できます。
+ **分散型システムにキューを実装する:** [Amazon Simple Queue Service (Amazon SQS)](https://docs.aws.amazon.com/AWSSimpleQueueService/latest/SQSDeveloperGuide/welcome.html) を使用して、分散型システムを統合および分離できます。
+ **コンポーネントをマイクロサービスとしてコンテナ化する:** チームは[マイクロサービス](https://aws.amazon.com/microservices/)を利用して、小さな独立したコンポーネントで構成されるアプリケーションを構築でき、それらのコンポーネントは、明確に定義された API を介して通信します。[Amazon Elastic Container Service (Amazon ECS)](https://docs.aws.amazon.com/AmazonECS/latest/developerguide/Welcome.html) や [Amazon Elastic Kubernetes Service (Amazon EKS)](https://docs.aws.amazon.com/eks/latest/userguide/what-is-eks.html) を使用して、コンテナの運用をすぐに始めることができます。
+ **Step Functions でワークフローを管理する: **[Step Functions](https://aws.amazon.com/step-functions/getting-started/) では、複数の AWS サービスを調整し、柔軟なワークフローにまとめることができます。
+ **パブリッシュ/サブスクライブ (pub/sub) メッセージングアーキテクチャを活用する: **[Amazon Simple Notification Service(Amazon SNS)](https://docs.aws.amazon.com/sns/latest/dg/welcome.html) は、パブリッシャーからサブスクライバー (プロデューサーとコンシューマーと呼ぶ場合もある) へのメッセージ配信を行います。
### 実装手順
+ イベント駆動型アーキテクチャのコンポーネントは、イベントによって開始されます。イベントは、ユーザーがカートに商品を追加するなど、システム内で発生するアクションです。アクションが正常に実行されると、システムの次のコンポーネントを起動するイベントが生成されます。
+ [ Building Event-driven Applications with Amazon EventBridge ](https://aws.amazon.com/blogs/compute/building-an-event-driven-application-with-amazon-eventbridge/)
+ [AWS re:Invent 2022 - Designing Event-Driven Integrations using Amazon EventBridge ](https://www.youtube.com/watch?v=W3Rh70jG-LM)
+ 分散型メッセージングシステムには、キューベースのアーキテクチャを確立するために主に 3 つの部分を実装する必要があります。これには、分散型システムのコンポーネント、分離のために使用するキュー (Amazon SQS サーバー上で分散される)、キュー内のメッセージが該当します。一般的なシステムには、キューへのメッセージ配信を開始するプロデューサーと、キューからメッセージを受信するコンシューマーがあります。キューは、冗長性を確保するために、複数の Amazon SQS サーバーにメッセージを格納します。
+ [ Basic Amazon SQS architecture ](https://docs.aws.amazon.com/AWSSimpleQueueService/latest/SQSDeveloperGuide/sqs-basic-architecture.html)
+ [ Send Messages Between Distributed Applications with Amazon Simple Queue Service ](https://aws.amazon.com/getting-started/hands-on/send-messages-distributed-applications/)
+ マイクロサービスをうまく利用すれば、疎結合のコンポーネントが独立したチームによって管理されるため、保守性とスケーラビリティが向上します。また、変更が必要になっても、動作を分離し、単一のコンポーネントに限定できます。
+ [AWS でのマイクロサービスの実装](https://docs.aws.amazon.com/whitepapers/latest/microservices-on-aws/microservices-on-aws.html)
+ [ Let's Architect\! Architecting microservices with containers ](https://aws.amazon.com/blogs/architecture/lets-architect-architecting-microservices-with-containers/)
+ AWS Step Functions では、分散型アプリケーションの構築、プロセスの自動化、マイクロサービスのオーケストレーションなどを行うことができます。複数のコンポーネントをオーケストレーションして 1 つのワークフローとしてまとめ、自動化することで、アプリケーション内の依存関係を分離できます。
+ [ Create a Serverless Workflow with AWS Step Functions and AWS Lambda](https://aws.amazon.com/tutorials/create-a-serverless-workflow-step-functions-lambda/)
+ [AWS Step Functions の開始方法](https://aws.amazon.com/step-functions/getting-started/)
## リソース
**関連するドキュメント:**
+ [Amazon EC2: Ensuring Idempotency](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/APIReference/Run_Instance_Idempotency.html)
+ [The Amazon Builders' Library: 分散システムの課題](https://aws.amazon.com/builders-library/challenges-with-distributed-systems/)
+ [The Amazon Builders' Library: 信頼性、動作の継続、一杯のコーヒー](https://aws.amazon.com/builders-library/reliability-and-constant-work/)
+ [Amazon EventBridge とは](https://docs.aws.amazon.com/eventbridge/latest/userguide/what-is-amazon-eventbridge.html)
+ [What Is Amazon Simple Queue Service?](https://docs.aws.amazon.com/AWSSimpleQueueService/latest/SQSDeveloperGuide/welcome.html)
+ [ Break up with your monolith ](https://pages.awscloud.com/break-up-your-monolith.html)
+ [ Orchestrate Queue-based Microservices with AWS Step Functions and Amazon SQS ](https://aws.amazon.com/tutorials/orchestrate-microservices-with-message-queues-on-step-functions/)
+ [ Basic Amazon SQS architecture ](https://docs.aws.amazon.com/AWSSimpleQueueService/latest/SQSDeveloperGuide/sqs-basic-architecture.html)
+ [キューベースのアーキテクチャ](https://docs.aws.amazon.com/wellarchitected/latest/high-performance-computing-lens/queue-based-architecture.html)
**関連動画:**
+ [AWS New York Summit 2019: Intro to Event-driven Architectures and Amazon EventBridge (MAD205)](https://youtu.be/tvELVa9D9qU)
+ [AWS re:Invent 2018: Close Loops and Opening Minds: How to Take Control of Systems, Big and Small ARC337 (includes loose coupling, constant work, static stability)](https://youtu.be/O8xLxNje30M)
+ [AWS re:Invent 2019: Moving to event-driven architectures (SVS308)](https://youtu.be/h46IquqjF3E)
+ [AWS re:Invent 2019: Scalable serverless event-driven applications using Amazon SQS and Lambda (API304)](https://youtu.be/2rikdPIFc_Q)
+ [AWS re:Invent 2019: Scalable serverless event-driven applications using Amazon SQS and Lambda ](https://www.youtube.com/watch?v=2rikdPIFc_Q)
+ [AWS re:Invent 2022 - Designing event-driven integrations using Amazon EventBridge ](https://www.youtube.com/watch?v=W3Rh70jG-LM)
+ [AWS re:Invent 2017: Elastic Load Balancing Deep Dive and Best Practices ](https://www.youtube.com/watch?v=9TwkMMogojY)