Обработка запросов с иерархическим характером разделяемых ресурсов

Предметом данного исследования является разработка и анализ структуры данных и алгоритма для управления параллельным выполнением сообщений в микросервисной архитектуре без брокера сообщений. В условиях перехода к микросервисной архитектуре и асинхронному обмену сообщениями, особенно при отсутствии централизованного брокера, возникает необходимость в эффективных методах обеспечения порядка обработки сообщений, влияющих на общие ресурсы. Проблема заключается в том, что традиционные методы, такие как сегментирование, не гарантируют соблюдение порядка обработки сообщений при параллельном выполнении и усложняются при необходимости синхронизации доступа к ресурсам. В качестве альтернативы традиционным подходам рассматривается метод с использованием общей очереди и пула потоков. В работе исследуется и предлагается структура данных, которая обеспечивает возможность параллельной обработки сообщений при условии отсутствия конфликтов блокировки, тем самым гарантируя корректный порядок выполнения операций, связанных с общими ресурсами, и избегая взаимных блокировок. Основная цель состоит в создании механизмов управления доступом к ресурсам, адаптированных для микросервисной архитектуры, без усложнения логики обработки сообщений и позволяющих избежать проблем, связанных с многопоточностью. В работе используется аналитический подход к разработке структуры данных и алгоритма, основанный на формализации задачи синхронизации, а также теоретический анализ алгоритмической сложности и корректности предложенного решения. Научная новизна работы заключается в предложении новой структуры данных, использующей упорядоченные множества и списки ожидания для эффективного управления параллельной обработкой асинхронных сообщений в микросервисных архитектурах, особенно там, где отсутствует брокер сообщений. Предлагаемый алгоритм позволяет динамически определять блокировки, связанные с сообщениями, а также разделять блокирующие и неблокирующие сообщения, что обеспечивает возможность их параллельного выполнения. Предложенная структура данных и алгоритм позволяют изменять детализацию блокируемых ресурсов, не усложняя при этом процедуры обработки сообщений, а также упрощают многопоточное программирование, позволяя рассматривать каждую процедуру обработки сообщения как однопоточную. Алгоритм не имеет проблемы взаимной блокировки ресурсов, что повышает общую отказоустойчивость системы. Выявленные недостатки, связанные с блокировкой ресурсов, предлагается устранить в дальнейших исследованиях.

микросервисы, иерархии, контекст, данные, алгоритмы, сервер, протокол, брокер сообщение, запись, сообщение