Application of Actor Models for Microservices Resilience

Ing. Martin Slovík

Master's thesis

Anotácia:

Ešte donedávna bola väčšina softvérových aplikácií navrhnutých pomocou monolitickej architektúry. Keďže pri monolitoch sa vyskytujú problémy s rastúcim počtom používateľov a požiadaviek, preferovaným riešením sa stali mikroslužby. Mikroslužby sa dajú ľahko škálovať a vyvíjať nezávisle. S narastajúcou zložitosťou softvérových systémov sa kladie dôraz na zlepšovanie ich atribútov kvality. Cieľom tejto práce je aplikovať architektúru actor model na zvýšenie odolnosti a antifragility mikroslužieb. Pomocou osvedčených postupov a metodiky navrhujeme framework, na zvýšenie odolnosti mikroslužieb s použitím architektúry actor model. Empiricky skúmame aplikáciu integrovanú s architektúrou actor model na zvýšenie odolnosti mikroslužieb. Pri hodnotení experimentu sa zameriavame na normálne podmienky, a takisto aj na neočakávané scenáre pomocou techniky chaos engineering. Nakoniec prostredníctvom štúdie uskutočniteľnosti skúmame ďalšie optimalizácie a návrhy pre mikroslužby na zlepšenie ich odolnosti s hlavným cieľom dosiahnuť antifragilitu.

Abstract:

Until recently, many software applications were designed using a monolithic architecture. However, as the monoliths struggled to keep up with the growing number of users and requests, microservices became the preferred solution. Microservices can be easily scaled and independently developed. As the complexity and importance of software systems increase, improving their quality attributes is emphasized. This thesis aims to apply the actor model architecture to increase software resilience and antifragility of the microservices. We propose a framework for increasing the resilience of microservices by applying the actor model with other best practices and methodologies known to increase resilience. We empirically examine the application of the actor model to enhance microservice resilience. When assessing the experimentation, we focus on normal conditions and unexpected scenarios using chaos engineering. Finally, through a feasibility study, we explore further optimizations and proposals for microservices to improve their resilience with the ultimate goal of achieving antifragility.

Keywords

actor model, microservices, resilience, antifragility

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 21. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 6. 2024
• Vedúci: PhD Bruno Rossi
• Oponent: doc. Mouzhi Ge, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / odbor:
Software Engineering / Design and development of software systems