10 ошибок в архитектуре, которые ломают проекты. Проверьте, не совершаете ли вы их

Ваша архитектура — это фундамент, на котором строится успех проекта, и даже малейшая ошибка может перерасти в серьёзные сложности. Сегодня узнаем о 10 типичных ошибках, которые могут разрушить даже самый многообещающий стартап и поможем их избежать. Готовы проверить, не попались ли вы в одну из ловушек? Давайте разбираться!

Ошибка 1: Вы зависите от одного провайдера облачных услуг

Зависимость от одного облачного провайдера может стать серьезной проблемой, если в будущем возникнет потребность изменить инфраструктуру, мигрировать на другой сервис или если провайдер столкнётся с техническими сбоями, изменит условия обслуживания и т.д.

Реальные примеры ошибки

1. AWS Outage в 2017 году:

В феврале 2017 года Amazon Web Services (AWS) испытал длительное отключение в одном из своих дата-центров, что повлияло на множество приложений и сервисов, зависящих от их облачных услуг. Многие компании — Slack, Trello и Airbnb, столкнулись с проблемами, что привело к сбоям в их сервисах. Этот случай продемонстрировал уязвимость зависимых систем.

2. Опасности «lock-in» в облачных платформах:

Компания LinkedIn, которая изначально использовала облачные сервисы одного провайдера, столкнулась с проблемами при попытке перейти на другой сервис, когда осознала, что большая часть их архитектуры была завязана на конкретных инструментах этого провайдера. Это создало дополнительные трудности и увеличило затраты на миграцию.

Как командам избежать этой ошибки

1. Используйте многооблачную стратегию:

Многооблачная архитектура позволяет распределить ресурсы между несколькими провайдерами (например, AWS, Google Cloud, Microsoft Azure). Это снизит зависимость от одного поставщика и сделает систему более устойчивой и гибкой.

2. Стандартизуйте API и интерфейсы:

Проектирование системы с использованием стандартных интерфейсов (например, RESTful API) позволяет легче менять облачные услуги без значительных нововведений в коде.

3. Обрабатывайте данные в гибридной модели:

Некоторые данные могут храниться локально, что позволяет избежать потери доступа в случае отключения облачного провайдера. Также команды могут контролировать вопросы безопасности.

4. Используйте контейнеризацию:

Использование контейнеров (например, Docker) и оркестрация (например, Kubernetes) позволяет переносить приложения между различными облачными провайдерами без значительных изменений в инфраструктуре.

Ошибка 2: У вас нет кэширования

Отсутствие механизма кэширования в приложении может привести к завышенным требованиям к производительности и увеличению времени отклика, особенно в условиях высокой нагрузки. Если система не использует кэширование для часто запрашиваемых данных, это может создать различные проблемы — задержки в обработке запросов и высокие затраты на ресурсы.

Реальные примеры ошибки

1. Netflix:

Netflix сталкивался с проблемами производительности, когда пользователи запрашивались множество однотипных данных (метаданные о фильмах, например). Это привело к значительным нагрузкам на базы данных и увеличивало время отклика.

2. Pinterest:

Pinterest на начальной стадии своего развития не использовал эффективное кэширование, что приводило к медленной загрузке страницы и, соответственно, изображений. После внедрения системы кэширования, основанной на Redis, они смогли ускорить загрузку и значительно улучшить пользовательский опыт.

Как командам избежать этой ошибки

1. Выбирайте подходящий механизм кэширования:

Команда должна определить, какой тип кэширования лучше всего подходит для их приложения: кэш на уровне сервера (например, Memcached, Redis) или кэширование на стороне клиента (например, браузерное).

2. Кэшируйте часто запрашиваемые данные:

Определите «горячие» данные и кэшируйте их, чтобы сократить время доступа. Например, конфигурационные параметры, метаданные и т.д.

3. Используйте HTTP-кэширование:

Здесь помогут заголовки HTTP Cache-Control, ETag и Last-Modified, чтобы управлять кэшированием на уровне сервера и клиента.

4. Обновляйте кэш:

Разработайте стратегию для обновления кэша, например, с использованием TTL (времени жизни кэша), или при изменении данных в базе, чтобы актуализировать информацию. Конечно, не забывайте периодически кэш чистить (почувствуй себя уточкой с метлой из Телеграма).

Ошибка 3: Вы неправильно структурировали базу данных

Неправильное проектирование структуры базы данных может ухудшить производительность, дублировать данные и плохо поддерживать их целостность. Неправильная нормализация (или наоборот, чрезмерная нормализация) может усугубить ситуацию, делая взаимодействие с базой данных неэффективным.

Реальные примеры ошибки

1. Delta Airlines:

Delta Airlines столкнулась с проблемами производительности своей базы данных. Причиной стало плохое проектирование, что замедлило обработку онлайн-бронирований. Для решения проблемы компании пришлось значительно переработать архитектуру базы данных — оптимизировать структуру таблиц и индексов.

2. Facebook*:

В ранние годы Facebook испытывал проблемы с масштабированием своей базы данных, которая была неправильно нормализована. Пришлось перепроектировать архитектуру и внедрять более сложные алгоритмы кэширования, чтобы поддерживать эффективность работы с данными из-за числа пользователей.

*Компания Meta признана экстремистской на территории РФ

Как командам избежать этой ошибки

1. Проектируйте БД на основе требований:

Это база! (данных). Перед началом проектирования важно анализировать бизнес-требования, чтобы понять, как данные будут использоваться. Это поможет определить, какие таблицы и связи необходимы.

2. Следуйте правилам нормализации:

Проектирование базы данных с учётом принципов нормализации снижает риск дублирования и обеспечивает их целостность. При этом учитывайте, что чрезмерная нормализация может требовать более сложных соединений и замедления запросов.

3. Используйте индексы:

Установка индексов на поля, которые часто используются в условиях WHERE и JOIN, может значительно улучшить производительность запросов. Но следует также осторожно подходить к индексированию, чтобы не перегружать систему.

4. Поддерживайте архивирование и шардирование данных:

Если БД становится слишком большой, следует рассмотреть возможность шардирования (разделение базы на части) или архивирования старых данных.

5. Используйте инструменты моделирования баз данных:

Применение инструментов по типу ER-диаграмм для визуализации структуры базы данных может помочь лучше понять связи между данными и выявить потенциальные проблемы до их реализации.

Ошибка 4: Вы не используете микросервисную архитектуру для масштабируемых систем

Использование монолитной архитектуры вместо микросервисной в масштабируемых системах может привести к проблемам с гибкостью и управляемостью приложения. Монолитные системы часто становятся трудными для обновления и поддержания, так как все компоненты плотно связаны, а изменения в одном месте могут повлиять на другие части системы.

Реальные примеры ошибки

1. Spotify:

В своих ранних версиях Spotify использовал монолитную архитектуру, что привело к сложности в развертывании новых функций. Каждый релиз требовал тестирования всей системы, что замедляло процесс обновлений. В результате команда приняла решение перейти к микросервисам, что позволило ускорить цикл разработки и улучшить возможность развертывания.

2. PayPal:

PayPal изначально была построена как монолитная архитектура, что стало проблемой, когда компания начала испытывать взрывной рост. Это привело к заторам в разработке и управлении разными компонентами. Переведя свою систему на микросервисы, они смогли значительно улучшить гибкость и сильно сократить время на внедрение новых функций.

Как командам избежать этой ошибки

1. Определите границы сервисов:

Чёткое определение доменных границ для каждого микросервиса поможет избежать дублирования функций и повысить устойчивость системы. Каждый микросервис должен быть ответственен только за конкретный набор задач.

3. Используйте API для взаимодействия:

Микросервисы должны общаться друг с другом через API. Что важно, это способствует независимости одного сервиса от другого и делает каждый более масштабируемым.

4. Внедряйте DevOps и CI/CD:

Для успешного развертывания и управления микросервисами необходимо внедрить практики DevOps и непрерывной интеграции и доставки (CI/CD). К ним относится автоматизация тестирования, деплоймента и управления версиями.

5. Переходите к микросервисам постепенно:

Вместо полной миграции на микросервисную архитектуру стоит рассмотреть возможность постепенного перехода, выделяя более связанные части приложения, что упростит процесс и уменьшит риски.

Ошибка 5: Вы игнорируете принцип единственной ответственности (Single Responsibility Principle)

Принцип единственной ответственности (SRP) предполагает, что каждый класс или модуль должен выполнять одну функциональную задачу. Игнорирование этого принципа может привести к чрезмерной связности и сложности кода, что затрудняет его тестирование, отладку, модификацию и поддержку.

Реальные примеры ошибки

1. Одна из E-commerce платформ

В ранней версии e-commerce платформы класс Order обрабатывал и управление заказами, и логику расчёта налогов, и взаимодействие с платёжным процессором. Это усложняло управление кодом и добавляло риски при любых изменениях. После переработки системы с использованием SRP была создана отдельная служба расчёта налогов и платёжная служба, что значительно упростило код и улучшило его тестируемость.

Как командам избежать этой ошибки

1. Определите задачи каждого модуля или класса:

На этапе проектирования приложения важно чётко определить задачи каждого модуля или класса. Они должны быть узко сфокусированы, что поможет упростить логику.

2. Используйте абстракции и интерфейсы:

Следует использовать интерфейсы и абстракции для определения контрактов, что позволит организовать код вокруг обязанностей и снизит связанность между компонентами.

3. Применяйте паттерны проектирования:

Использование паттернов проектирования, таких как Strategy или Observer, может помочь разделить ответственности между классами и облегчить модификацию и расширение функциональности.

Ошибка 6: У вас нет системы мониторинга и логирования

Отсутствие адекватной системы мониторинга и логирования ведёт к тому, что команда не может быстро идентифицировать и устранять проблемы в приложении. Если нет возможности собирать и анализировать данные, сложно понять, где возникают узкие места, как ведёт себя приложение под нагрузкой и какие ошибки возникают у пользователей.

Реальные примеры ошибки

1. Uber:

В начале своего развития Uber сталкивался с проблемами, связанными с отслеживанием производительности своей системы. Отсутствие эффективного мониторинга привело к тому, что команда долго не могла выяснить причины нестабильной работы приложения.

2. LinkedIn:

LinkedIn несколько лет назад испытывал проблемы с масштабированием своей инфраструктуры. При отсутствии надлежащих инструментов мониторинга они не могли быстро определить, в чём именно возникают проблемы, и это привело к простою сервиса.

Как командам избежать этой ошибки

1. Используйте мощные фреймворки логирования:

Использование мощных фреймворков логирования по типу Log4j или Serilog позволяет эффективно записывать важную информацию о работе приложения.

2. Мониторьте в реальном времени:

Необходимо использовать инструменты мониторинга — Prometheus, Grafana или New Relic для наблюдения за производительностью серверов, баз данных и приложений в реальном времени

3. Определите ключевые показатели производительности (KPI):

Чёткое определение и отслеживание KPI (время отклика, нагрузка на сервер и количество ошибок) предоставит командам доступ к важной информации о здоровье системы.

4. Анализируйте логи:

Создание процессов для анализа логов поможет командам выявлять паттерны ошибок, а не лишь быстро решать точечные проблемы. Для этого можно использовать решения, такие как ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana).

5. Настройте уведомления и алерты:

Настройка автоматизированных уведомлений о сбоях или превышении порогов производительности позволит вам быстро реагировать на проблемы, минимизируя время простоя.

6. Тестируйте с нагрузкой:

Проводить нагрузочное тестирование нужно, ведь это может помочь предсказать возможные проблемы с производительностью.

Ошибка 7: У вас есть заблуждение о «сделай всё сразу» и нет итеративного подхода

Заблуждение о необходимости реализации всего функционала сразу и отсутствие итеративного подхода могут привести к созданию избыточных и крайне сложных систем, которые сложно тестировать, поддерживать и развивать. Это часто затрудняет адаптацию к изменениям в требованиях, замедляет процесс разработки и увеличивает риск ошибок.

Реальные примеры ошибки

1. Microsoft:

В попытке создать продукт с широким функционалом, Microsoft когда-то запускала проекты, в рамках которых все функции разрабатывались одновременно. Это обернулось задержками и перевыполнением бюджета, так как продукт не мог быть выведен на рынок, пока не были завершены все его части. В результате компания перешла к более агильному и итеративному подходу, который позволил выпускать версии продукта поэтапно.

2. Volkswagen:

Во время разработки платформы для своих автомобилей Volkswagen столкнулся с практикой «всё или ничего», когда компании пытались одновременно интегрировать множество новых технологий. Это привело к проблемам, связанным с качеством и безопасностью, и компании пришлось отложить выпуск новых моделей.

Как командам избежать этой ошибки

1. Планируйте и приоритезируйте задачи:

Необходимо четко определить основные требования и приоритизировать задачи. Используйте методики, например, MoSCoW (Must have, Should have, Could have, Won't have), чтобы определить важность функционала.

2. Не забывайте про итеративную разработку:

Внедряйте циклы разработки, основанные на итеративных подходах, по типу Scrum или Kanban. Это позволит командам адаптироваться и быстро реагировать на изменения в требованиях.

3. Управляйте изменениями:

Создайте процесс управления изменениями, который позволит команде внедрять новые требования без необходимости существенного вмешательства в уже разработанный функционал.

4. Используйте подход Lean:

Рассмотрите внедрение Lean-подхода, который акцентирует внимание на устранении потерь в процессе разработки и оптимизации всех этапов создания продукта.

Ошибка 8: Вы неправильно обрабатываете ошибки

Неправильная обработка ошибок приводит к тому, что программы могут неожиданно завершаться, не предоставляя пользователю адекватной информации о проблеме или путях ее решения. Это может вызвать разочарование у пользователей, а также усложнить процесс отладки для разработчиков. Игнорирование или неправильное логирование ошибок затрудняет диагностику проблем и снижает общую надёжность системы.

Реальные примеры ошибки

1. NASA:

Проект Mars Climate Orbiter был потерян из-за ошибки в обработке данных, связанной с несоответствием единиц измерения. В то время как одни команды использовали метры, другие работали в дюймах. Эта ошибка не была должным образом обработана, что привело к тому, что аппарат вошёл в атмосферу Марса под неправильным углом и сгорел. Неправильная обработка ошибок ввела в заблуждение команду, которая не могла вовремя диагностировать проблему.

2. Knight Capital Group:

В 2012 году трейдинговая компания Knight Capital Group потеряла 440 миллионов долларов за 45 минут из-за ошибки в коде. Ошибка, которая была вызвана неправильной обработкой исключений, привела к некорректным трейдам. Система продолжала работать, не показывая значительных признаков сбоя, что усложняло реакцию команды и в итоге привело к коллапсу.

Как командам избежать этой ошибки

1. Единообразно обрабатывайте ошибки:

Разработайте единую стратегию обработки ошибок для вашего приложения. Например, создайте централизованный модуль для логирования и уведомлений об ошибках.

2. Разделяйте ошибки на категории:

Классифицируйте ошибки по уровням важности. Это поможет чёткое понять серьёзность проблем и поможет команде быстрее реагировать на критические ситуации.

3. Используйте адаптивное логирование:

Логирование должно фиксировать не только ошибки, но и контекст их возникновения. Используйте уровни логирования (DEBUG, INFO, WARN, ERROR) для записи информации, которая может помочь в диагностике.

4. Настройте грацию исключений:

Научите команду правильно использовать и обрабатывать исключения с помощью конструкций try/catch/finally. Проверяйте, чтобы исключения не просто «гасились», но также создавались и корректные сценарии обработки.

5. Тестируйте сценарии ошибок:

Разработайте тесты, которые бы проверяли обработку различных ситуаций, включая неправильный ввод, сбои в сети и прочие исключительные состояния. Это поможет выявить слабые места в обработке ошибок.

Ошибка 9: Вы игнорируете кроссбраузерность и мобильную адаптивность

Игнорирование кроссбраузерности и мобильной адаптивности может привести к тому, что пользователи будут испытывать трудности при использовании приложения. Это может снизить пользовательский опыт, увеличить уровень отсева и негативно сказаться на репутации компании.

Реальные примеры ошибки

1. Expedia:

В 2018 году, после неудачного редизайна своего сайта, Expedia заметила значительное снижение конверсий, особенно на мобильных устройствах. Дополнительные тесты показали, что новый интерфейс выглядел и работал плохо в определённых мобильных браузерах. Отказ от полноценной поддержки мобильной адаптивности привёл к значительным финансовым потерям.

2. BBC:

BBC столкнулась с проблемами, связанными с кроссбраузерностью, когда некоторые функции их сайта не работали в старых версиях популярных браузеров. Это вызвало негативные отзывы от пользователей и потребовало от команды много времени на исправления, что замедлило процесс внедрения новых функций.

Как командам избежать этой ошибки

1. Используйте фреймворки и библиотеки:

Рассмотрите использование популярных фреймворков и библиотек по типу Bootstrap или Foundation, которые включают встроенные механизмы для кроссбраузерности и мобильной адаптивности.

2. Проводите автоматизированное тестирование:

Внедрите автоматическое тестирование с помощью инструментов, например, Selenium или BrowserStack, чтобы проводить кроссбраузерное тестирование на различных устройствах и платформах.

3. Изучайте стандарты и спецификации:

Ознакомьтесь со стандартами W3C и другими рекомендациями по веб-разработке, чтобы убедиться, что ваш код соответствует современным требованиям и легко адаптируется к различным браузерам.

Ошибка 10: Вы оптимизируете на ранних стадиях разработки

Оптимизация на ранних стадиях разработки — распространённая ошибка, которая заключается в попытке улучшить производительность кода или системы еще до того, как будет ясно, какие именно компоненты требуют оптимизации. Это может привести к излишнему усложнению кода, потере фокуса на ключевых функциональных требованиях и снижению общей эффективности. Стремление к ранней оптимизации часто занимает драгоценное время и ресурсы, не всегда ведет к заметным улучшениям и может отвлечь команду от более важных задач.

Реальные примеры ошибки

1. NASA:

В проекте Mars Climate Orbiter обнаружили, что разработчики слишком увлеклись оптимизацией кода обработки данных. Это привело к потере фокуса на основном функционале и неправильным единицам измерения. Результатом стало то, что не было видно проблемы, когда аппарат не вошел в атмосферу Марса, что обернулось его разрушением. Позже NASA поняла, что важнее сосредоточиться на правильной реализации основных функций, прежде чем наносить на них оптимизацию.

Как командам избежать этой ошибки

1. Возводите функционал в приоритет:

Сосредоточьте усилия на разработке основных функций и требований системы. Основное внимание должно быть уделено созданию работающего прототипа или MVP перед тем, как задевать оптимизацию.

2. Развивайте продукт итеративно:

Используйте итеративные и альфа-версии разработки, чтобы идентифицировать и оптимизировать проблемные места по мере их появления, а не в самом начале. Такой подход позволяет фокусироваться на реальных данных.

Поделитесь вашим опытом в комментариях!