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May

Publicado por: Jordi Mubaied | Arquitecturas reactivas | digitalización | programación reactiva | software de calidad | transformación digital

Arquitecturas reactivas, el secreto para solventar las necesidades de los usuarios

Los modelos de negocio innovadores plantean nuevos desafíos tecnológicos para las empresas y sus líderes. Si pudiera resumir en dos palabras el rumbo que están tomando las empresas en la segunda década del siglo XXI sería: “Transformación digital”. En este artículo te voy a explicar cómo las arquitecturas reactivas pueden ayudar a esta evolución.

Ya es obvio cómo se están provocando cambios importantes en la forma en que las grandes corporaciones trabajan, se comunican y venden. La digitalización de los procesos y actividades del negocio han ampliado el alcance de las organizaciones, tanto para mejorar las decisiones que toma la dirección, acelerar el desarrollo de nuevos productos y servicios como para transformar radicalmente los modelos de negocio tradicionales.
De este modo, todas las empresas se han visto obligadas a abrirse campo en el mundo digital y tecnológico, convirtiendo la tecnología como un elemento vital para el negocio.

A tal punto, la optimización de todas las plataformas digitales de cada negocio debe ser impecable, sobre todo cuando tienes millones de usuarios que recurren a tu ventana en busca de algún producto o servicio.
Ya pasamos la era de “el cliente tiene la razón” para entrar en “ofrecerle al usuario lo que necesita”. Un comando que requiere de servicios cómodos, fiables y que además estén preparados para escalarse; lo que significa que el sistema debe ser capaz de soportar un enorme número de clientes simultáneos, conectados desde cualquier dispositivo. Todo un reto.

Evolución de arquitecturas y aplicaciones empresariales

Los requerimientos de las aplicaciones han cambiado drásticamente en los últimos años. Solo unos pocos años atrás, una aplicación grande tenía decenas de servidores, segundos de tiempo de respuesta, horas de mantenimiento fuera de línea y gigabytes en datos, lo que hacía necesario su procesamiento.

Luego, se incorporaron los ERP y CRM a las webs con arquitecturas cliente/servidor y finalmente a las aplicaciones modernas actuales, basadas en los microservicios, los contenedores virtuales y el Big Data. Estos últimos, enfocados en componentes de código abierto y/o software libre.

Aplicaciones empresariales modernas: Arquitecturas reactivas y microservicios

En la actualidad, las arquitecturas reactivas se desplegan en casi “cualquier cosa”, desde dispositivos móviles hasta clústeres en la nube con miles de procesadores multi-core.Esto sucede porque los usuarios esperan que los tiempos de respuesta sean de milisegundos y que sus sistemas estén operativos – sin interrupción – el 100% del tiempo. Las demandas de hoy en día simplemente no están siendo satisfechas por las arquitecturas software del ayer.

Las arquitecturas reactivas surgen como un nuevo patrón para construir sistemas más robustos, flexibles y que estén mejor posicionados para lograr cumplir las demandas modernas.
Las aplicaciones monolíticas se descomponen en micro-aplicaciones o microservicios, que se despliegan en diferentes contenedores. En muchas ocasiones, estos microservicios utilizan motores de cálculo basados en tecnologías Big Data, Machine Learning y de Inteligencia Artificial.

Estos motores proporcionan capacidades de analítica avanzada en tiempo real, procesando grandes cantidades de información. Los microservicios se integran entre ellos utilizando APIs asíncronos, muy robustos, con un bajo acoplamiento y con grandes capacidades para escalar según las demandas.

De esta forma, logran responder a las limitaciones de escalado de los modelos de desarrollo anteriores, que se caracterizan por su desaprovechamiento del uso de la CPU, el sobreuso de memoria y la ineficiencia de las interacciones bloqueantes.

Las demandas que exigen los usuarios a las corporaciones actuales requieren tiempos de respuesta cortos, esto requiere la necesidad de tener que procesar ingentes cantidades de datos, desplegarse en cualquier cosa y que los sistemas estén operativos el 100% del tiempo. Para los distintos tipos de organizaciones, es la manera independiente con patrones similares, con los que construir software hace frente a las solicitudes de los usuarios.

Pero, ¿es posible identificar este conjunto de patrones y técnicas? Por supuesto. Las arquitecturas reactivas son capaces de construir sistemas con las siguientes características.

– Los sistemas son más amigables, robustos y flexibles

– Son capaces de responder a las limitaciones de escalado

– Pueden resistir mejor a los fallos y responder con elegancia a ellos

– Dan un feedback efectivo e interactivo al usuario

– Están más abiertos a los cambios

– Son escalables y con bajo acoplamiento

– Reaccionan a los eventos

– Principios de la programación reactiva

– Dirigida por datos

En el modelo de actores, uno de los patrones más utilizados en programación reactiva, se definen cadenas de transformación funcional; estas son atravesadas por flujos de datos para su procesamiento.
Se podría decir que este tipo de soluciones están dirigidas por los datos porque en ellos descansan, además de gran parte de la lógica de la aplicación, el propio comportamiento reactivo del sistema.

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Centrada en la composición

Las operaciones que forman parte del procesamiento de datos en programación reactiva, que normalmente se implementan en actores distintos, se encadenan de forma compositiva. De este modo, el resultado de cada transformación es la entrada para la siguiente. Para poder articular esta composición adecuadamente, debemos tener en cuenta tres reglas fundamentales en la programación funcional:

1.- Idempotencia de las funciones

Las funciones siempre deben devolver los mismos resultados para los mismos valores de entrada.

2.- Transparencia referencial

El valor de retorno de las funciones depende de los parámetros de entrada, nunca de condiciones ambientales (parámetros externos o contexto).

3.- Inmutabilidad de los datos

Los datos de entrada que manejan las funciones son inmutables, es decir, las funciones nunca deben alterar los parámetros de entrada.

Principales lenguajes y plataformas de la programación reactiva:

Como ya se ha dicho antes, la programación reactiva implica el conocimiento y la integración de varios lenguajes de programación y plataformas, como podrían ser:

– Scala es un lenguaje multi-paradigma. Expresa patrones comunes de programación en forma concisa, elegante y con tipos seguros. Integra características de lenguajes funcionales y de los orientados a objetos.

– Akka es una plataforma que busca desarrollar de forma simple aplicaciones escalables y multihilo. Su método de concurrencia se basa en actores (objetos con los que puedes interactuar enviándoles mensajes) y se puede desarrollar con diferentes APIs, generalmente Scala.

– Kubernetes es un sistema para automatizar el despliegue, auto ajustar el escalado y manejo de aplicaciones en contenedores.

– Kafka es un proyecto que permite publicar mensajes de datos procedentes de las aplicaciones en un flujo, suscribirse a los mensajes generados, almacenarlos en un sistema tolerante a fallos y consumir los streams de mensajes por aplicaciones en cuanto se produzcan

– Docker es un proyecto que automatiza el despliegue de aplicaciones dentro de contenedores de software. Proporciona una capa adicional de abstracción y automatización de virtualización de aplicaciones en múltiples sistemas operativos. Además, permite que los “contenedores” independientes se ejecuten en una sola instancia de Linux, evitando sobrecargar las máquinas virtuales.

– Elasticsearch es un servidor de búsqueda de texto completo, distribuido y con capacidad de multi-tenant.

– Cassandra es un almacén de datos NoSQL de gran rendimiento. Como es distribuida y basada en un modelo de almacenamiento de «clave-valor», permite grandes volúmenes de datos en forma distribuida, con escalabilidad lineal y disponibilidad.

Entender las herramientas que tenemos a la mano los desarrolladores para hacer productos digitales de calidad es esencial para poder solventar las necesidades de los usuarios.

Ofrecer una experiencia sin fallos, completamente operativa y que asegure la escalabilidad del proyecto es esencial para poder ofrecer productos de calidad. Sin duda, existen otros factores que entran en juego cuando hablamos del concepto “calidad”, pero las arquitecturas reactivas juegan un elemento clave cuando se trata de transformación digital.

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