Асинхронный и синхронный – Двигатель постоянного тока асинхронный или синхронный. Типы электродвигателей и принципы работы

Двигатель постоянного тока асинхронный или синхронный. Типы электродвигателей и принципы работы

Электродвигатель переменного тока

Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD-плееру, к игрушке, к дисководу)

Электрический двигатель — это, электрическая машина , в которой электрическая энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом является выделение тепла.

Классификация электродвигателей

  • Двигатель постоянного тока постоянным током ;
    • Коллекторные двигатели постоянного тока. Разновидности:
      • С возбуждением постоянными магнитами;
      • С параллельным соединением обмоток возбуждения и якоря;
      • С последовательным соединением обмоток возбуждения и якоря;
      • Со смешанным соединением обмоток возбуждения и якоря;
    • Бесколлекторные двигатели постоянного тока (вентильные двигатели) с электронным переключателем тока;
  • Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током , имеет две разновидности:
    • Синхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, ротор которого вращается синхронно с магнитным полем питающего напряжения;
    • Асинхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением.
  • Однофазные — запускаются вручную, или имеют пусковую обмотку, или имеют фазосдвигающую цепь
  • Многофазные
  • Шаговые двигатели — Электродвигатели, которые имеют конечное число положений ротора. Заданное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение осуществляется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие.
  • Вентильные двигатели — Электродвигатели, выполненные в виде замкнутой системы с использованием датчика положения ротора (ДПР), системы управления (преобразователя координат) и силового полупроводникового преобразователя (инвертора).
  • Универсальный коллекторный двигатель (УКД) — коллекторный электродвигатель, который может работать и на постоянном токе и на переменном токе.

Из-за связи с низкой частотой сети (50 Герц) асинхронные и синхронные двигатели имеют больший вес и размеры, чем коллекторный двигатель постоянного тока и универсальный коллекторный двигатель той же мощности. При применении выпрямителя и инвертора с частотой значительно большей 50 Гц вес и размеры асинхронных и синхронных двигателей приближаются к весу и размерам коллекторного двигателя постоянного тока и универсального коллекторного двигателя той же мощности.

Синхронный двигатель с датчиком положения ротора и инвертором является электронным аналогом коллекторного двигателя постоянного тока.

История.

Принцип преобразования электрической энергии в механическую энергию электромагнитным полем был продемонстрирован британским учёным Майклом Фарадеем в 1821 и состоял из свободно висящего провода, окунающегося в пул ртути. Постоянный магнит был установлен в середине пула ртути. Когда через провод пропускался ток, провод вращался вокруг магнита, показывая, что ток вызывал циклическое магнитное поле вокруг провода. Этот двигатель часто демонстрируется в школьных классах физики, вместо токсичной ртути используют рассол. Это — самый простой вид из класса электрических двигателей. Последующим усовершенствованием является Колесо Барлова. Оно было демонстрационным устройством, непригодным в практических применениях из-за ограниченной мощности.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Электродвигатель переменного тока» в других словарях:

    электродвигатель переменного тока — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN ас motor …

    Рис. 1 Устройство простейшего коллекторного двигателя постоянного тока с двухполюсным статором и с двухполюсным ротором Двигатель постоянного тока электрическая машина, ма … Википедия

    Машина переменного тока, предназначенная для работы в режиме двигателя (см. Переменного тока машина). П. т. э. подразделяют на синхронные и асинхронные. Синхронные электродвигатели (См. Синхронный электродвигатель) применяют в… …

    Электрическая машина, применяемая для получения переменного тока (генератор) или для преобразования электрической энергии в механическую (двигатель) либо в электрическую энергию другого напряжения или частоты (преобразователь) П. т. м.… … Большая советская энциклопедия

    Машина перем. тока, предназнач. для работы в режиме двигателя. П. т. э. подразделяют на синхронные и асинхронные. Синхронные электродвигатели применяют в электроприводах в осн. тогда, когда требуется постоянство

Синхронный и асинхронный генераторы. Отличия

Генератор — устройство, преобразующее один вид энергии в другой.
В данном случае рассматриваем преобразование механической энергии вращения в электрическую.

Различают два типа таких генераторов. Синхронные и асинхронные.

Синхронный генератор. Принцип действия

Отличительным признаком синхронного генератора является жёсткая связь между частотой f переменной ЭДС, наведённой в обмотке статора, и частотой вращения ротора n , называемой синхронной частотой вращения:

n

= f / p

где p – число пар полюсов обмотки статора и ротора.
Обычно частота вращения выражается в об/мин, а частота ЭДС в Герцах (1/сек), тогда для количества оборотов в минуту формула примет вид:

n = 60·f / p

На рис. 1.1 представлена функциональная схема синхронного генератора. На статоре 1 расположена трёхфазная обмотка, принципиально не отличающаяся от аналогичной обмотки асинхронной машины. На роторе расположен электромагнит с обмоткой возбуждения 2, получающей питание постоянным током, как правило, через скользящие контакты, осуществляемые посредством двух контактных колец, расположенных на роторе, и двух неподвижных щёток.

В некоторых случаях в конструкции ротора синхронного генератора вместо электромагнитов могут использоваться постоянные магниты, тогда необходимость в наличии контактов на валу отпадает, но существенно ограничиваются возможности стабилизации выходных напряжений.

Приводным двигателем (ПД), в качестве которого используется турбина, двигатель внутреннего сгорания либо другой источник механической энергии, ротор генератора приводится во вращение с синхронной скоростью. При этом магнитное поле электромагнита ротора также вращается с синхронной скоростью и индуцирует в трёхфазной обмотке статора переменные ЭДС E

A , EB и EC , которые будучи одинаковыми по значению и сдвинутыми по фазе относительно друг друга на 1/3 периода (120°), образуют симметричную трёхфазную систему ЭДС.

C подключением нагрузки к зажимам обмотки статора С1, С2 и С3 в фазах обмотки статора появляются токи IA, IB, IC , которые создают вращающееся магнитное поле. Частота вращения этого поля равна частоте вращения ротора генератора. Таким образом, в синхронном генераторе магнитное поле статора и ротор вращаются синхронно. Мгновенное значение ЭДС обмотки статора в рассматриваемом синхронном генераторе

e = 2Blwv = 2πBlwDn

Здесь: B – магнитная индукция в воздушном зазоре между сердечником статора и полюсами ротора, Тл;
l – активная длина одной пазовой стороны обмотки статора, т.е. длина сердечника статора, м;
w – количество витков;
v = πDn – линейная скорость движения полюсов ротора относительно статора, м/с;
D – внутренний диаметр сердечника статора, м.

Формула ЭДС показывает, что при неизменной частоте вращения ротора n форма графика переменной ЭДС обмотки якоря (ста- тора) определяется исключительно законом распределения магнитной индукции B в зазоре между статором и полюсами ротора. Если график магнитной индукции в зазоре представляет собой синусоиду

B = Bmax sinα , то ЭДС генератора также будет синусоидальной. В синхронных машинах всегда стремятся получить распределение индукции в зазоре как можно ближе к синусоидальному.

Так, если воздушный зазор δ постоянен (рис. 1.2), то магнитная индукция B в воздушном зазоре распределяется по трапецеидальному закону (график 1). Если же края полюсов ротора «скосить» так, чтобы зазор на краях полюсных наконечников был равен δmax (как это показано на рис. 1.2), то график распределения магнитной индукции в зазоре приблизится к синусоиде (график 2), а, следовательно, и график ЭДС, индуцированной в обмотке генератора, приблизится к синусоиде. Частота ЭДС синхронного генератора

f (Гц) пропорциональна синхронной частоте вращения ротора n (об/с)

f = pn

где p – число пар полюсов.
В рассматриваемом генераторе (см. рис.1.1) два полюса, т.е. p = 1.
Для получения ЭДС промышленной частоты (50 Гц) в таком генераторе ротор необходимо вращать с частотой n = 50 об/с (n = 3000 об/мин).

Способы возбуждения синхронных генераторов

Самым распространенным способом создания основного магнитного потока синхронных генераторов является электромагнитное возбуждение, состоящее в том, что на полюсах ротора располагают обмотку возбуждения, при прохождении по которой постоянного тока, возникает МДС, создающая в генераторе магнитное поле. До последнего времени для питания обмотки возбуждения применялись преимущественно специальные генераторы постоянного тока независимого возбуждения, называемые возбудителями

В (рис. 1.3, а). Обмотка возбуждения (ОВ) получает питание от другого генератора (параллельного возбуждения), называемого подвозбудителем (ПВ). Ротор синхронного генератора, возбудителя и подвозбудителя располагаются на общем валу и вращаются одновременно. При этом ток в обмотку возбуждения синхронного генератора поступает через контактные кольца и щётки. Для регулирования тока возбуждения применяют регулировочные реостаты, включаемые в цепи возбуждения возбудителя r1 и подвозбудителя r2 . В синхронных генераторах средней и большой мощности процесс регулирования тока возбуждения автоматизируют.

В синхронных генераторах получила применение также бесконтактная система электромагнитного возбуждения, при которой синхронный генератор не имеет контактных колец на роторе. В качестве возбудителя в этом случае применяют обращенный синхронный генератор переменного тока В (рис. 1.3, б). Трехфазная обмотка 2 возбудителя, в которой наводится переменная ЭДС, расположена на роторе и вращается вместе с обмоткой возбуждения синхронного генератора и их электрическое соединение осуществляется через вращающийся выпрямитель 3 непосредственно, без контактных колец и щёток. Питание постоянным током обмотки возбуждения 1 возбудителя В осуществляется от подвозбудителя ПВ – генератора постоянного тока. Отсутствие скользящих контактов в цепи возбуждения синхронного генератора позволяет повысить её эксплуатационную надёжность и увеличить КПД.

В синхронных генераторах, в этом числе гидрогенераторах, получил распространение принцип самовозбуждения (рис. 1.4, а), когда энергия переменного тока, необходимая для возбуждения, отбирается от обмотки статора синхронного генератора и через понижающий трансформатор и выпрямительный полупроводниковый преобразователь ПП преобразуется в энергию постоянного тока. Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение генератора происходит за счёт остаточного магнетизма машины.

На рис. 1.4, б представлена структурная схема автоматической системы самовозбуждения синхронного генератора (СГ) с выпрямительным трансформатором (ВТ) и тиристорным преобразователем (ТП), через которые электроэнергия переменного тока из цепи статора СГ после преобразования в постоянный ток подаётся в обмотку возбуждения. Управление тиристорным преобразователем осуществляется посредством автоматического регулятора возбуждения АРВ, на вход которого поступают сигналы напряжения на входе СГ (через трансформатор напряжения ТН) и тока нагрузки СГ (от трансформатора тока ТТ). Схема содержит блок защиты (БЗ), обеспечивающий защиту обмотки возбуждения (ОВ) от перенапряжения и токовой перегрузки.

Мощность, затрачиваемая на возбуждение, обычно составляет от 0,2 до 5 % полезной мощности (меньшее значение относится к генераторам большой мощности).
В генераторах малой мощности находит применение принцип возбуждения постоянными магнитами, расположенными на роторе машины. Такой способ возбуждения даёт возможность избавить генератор от обмотки возбуждения. В результате конструкция генератора существенно упрощается, становится более экономичной и надёжной. Однако, из-за высокой стоимости материалов для изготовления постоянных магнитов с большим запасом магнитной энергии и сложности их обработки применение возбуждения постоянными магнитами ограничено машинами мощностью не более нескольких киловатт.

Синхронные генераторы составляют основу электроэнергетики, так как практически вся электроэнергия во всём мире вырабатывается посредством синхронных турбо- или гидрогенераторов.
Так же синхронные генераторы находят широкое применение в составе стационарных и передвижных электроустановок или станций в комплекте с дизельными и бензиновыми двигателями.

Асинхронный генератор. Отличия от синхронного

Асинхронные генераторы принципиально отличаются от синхронных отсутствием жесткой зависимости между частотой вращения ротора и вырабатываемой ЭДС. Разницу между этими частотами характеризует коэффициент s — скольжение.

s = (n — n r )/n

здесь:
n — частота вращения магнитного поля (частота ЭДС).
n r — частота вращения ротора.

Более подробно с расчётом скольжения и частоты можно ознакомиться в статье: асинхронные генераторы. Частота.

В обычном режиме электромагнитное поле асинхронного генератора под нагрузкой оказывает тормозной момент на вращения ротора, следовательно, частота изменения магнитного поля меньше, поэтому скольжение будет отрицательным. К генераторам, работающим в области положительных скольжений, можно отнести асинхронные тахогенераторы и преобразователи частоты.

Асинхронные генераторы в зависимости от конкретных условий применения выполняются с короткозамкнутым, фазным или полым ротором. Источниками формирования необходимой энергии возбуждения ротора могут являться статические конденсаторы или вентильные преобразователи с искусственной коммутацией вентилей.

Асинхронные генераторы можно классифицировать по способу возбуждения, характеру выходной частоты (изменяющаяся, постоянная), способу стабилизации напряжения, рабочим областям скольжения, конструктивному выполнению и числу фаз.
Последние два признака характеризуют конструктивные особенности генераторов.
Характер выходной частоты и методы стабилизации напряжения в значительной степени обусловлены способом образования магнитного потока.
Классификация по способу возбуждения является основной.

Можно рассмотреть генераторы с самовозбуждением и с независимым возбуждением.

Самовозбуждение в асинхронных генераторах может быть организовано:
а) с помощью конденсаторов, включенных в цепь статора или ротора или одновременно в первичную и вторичную цепи;
б) посредством вентильных преобразователей с естественной и искусственной коммутацией вентилей.

Независимое возбуждение может осуществляться от внешнего источника переменного напряжения.

По характеру частоты самовозбуждающиеся генераторы разделяются на две группы. К первой из них относятся источники практически постоянной (или постоянной) частоты, ко второй переменной (регулируемой) частоты. Последние применяются для питания асинхронных двигателей с плавным изменением частоты вращения.

Более подробно рассмотреть принцип работы и конструктивные особенности асинхронных генераторов планируется рассмотреть в отдельных публикациях.

Асинхронные генераторы не требуют в конструкции сложных узлов для организации возбуждения постоянным током или применения дорогостоящих материалов с большим запасом магнитной энергии, поэтому находят широкое применение у пользователей передвижных электроустановок по причине своей простоты и неприхотливости в обслуживании. Используются для питания устройств, не требующих жёсткой привязки к частоте тока.
Техническим достоинством асинхронных генераторов можно признать их устойчивость к перегрузкам и коротким замыканиям.
С некоторой информацией по мобильным генераторным установкам можно ознакомиться на странице:
Дизель-генераторы.
Асинхронный генератор. Характеристики.
Асинхронный генератор. Стабилизация.


Замечания и предложения принимаются и приветствуются!

Асинхронность — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Асинхронность (Асинхронизм) (от греч. α — отрицание, συν — вместе, χρονος — время) — не совпадение с чем-либо во времени; неодномоментность, неодновременность, несинхронность[1] — характеризует процессы, не совпадающие во времени[2]. Термин используемый в специальной литературе, предназначенный для особого применения, в общем смысле, это состояние не являющееся синхронизированным[3]. Та или иная форма используется в зависимости от контекста или исторически сложившихся традиций использования в конкретных областях.

Асинхронность в социальном интерактивном взаимодействии[править | править код]

В конкретных условиях цифровой логики и на физическом уровне общения, асинхронный процесс не требует тактового сигнала, в отличие от синхронных плезиохронных систем.

  • Асинхронная логика, представляет собой последовательную цифровую логическую схему, которая не регулируется схемой синхронизации или общего тактового сигнала
  • Асинхронная система, не имеет глобальных часов: вместо этого, работает под распределенным управлением, с одновременно работающими аппаратными компонентами обмена и синхронизации по каналам
  • Асинхронная коммуникация, передача данных без использования внешнего тактового сигнала, где данные могут быть переданы периодически, а не в стационарном потоке
  • Асинхронная последовательная коммуникация, описывает асинхронный последовательный протокол передачи, в которых сигнал запуска посылается до каждого байта, знака или кодового слова и стоп-сигналом отправляется после каждого кодового слова
  • Асинхронный последовательный интерфейс

На более высоком канальном уровне связи, асинхронность является синонимом статистического мультиплексирования. Информация может или не может сразу начать передаваться по требованию отправителя, при этом возможно внесение дополнительной задержки передачи, величина которой меняется в зависимости от загруженности сети. Противоположностью является пример связи с коммутацией каналов, где, как только установится соединение, можно немедленно приступить к передаче данных с гарантированной скоростью и постоянной задержкой.

На практике сеть связи часто синхронна на физическом уровне, и в то же время асинхронна на канальном уровне.

Примеры:

  • Асинхронный режим передачи, в соответствии с определением Форума АТМ (ATM Forum) является «телекоммуникационной концепцией, определенной стандартами ANSI и ITU (ранее CCITT), для передачи полного спектра пользовательского трафика, включая передачу голоса, данных и видео сигналов», и предназначен для унификации телекоммуникационных и компьютерных сетей;
  • Системы Коммутации пакетов, таких как Ethernet или IP.

В компьютерном программировании, асинхронными событиями являются те, которые возникают независимо от основного потока выполнения программы. Асинхронные действия — действия, выполненные в неблокирующем режиме, что позволяет основному потоку программы продолжить обработку[6].

  • Событийно-ориентированная архитектура и Событийно-ориентированное программирование требуют асинхронной обработки событий и специального подхода к написанию ПО.
  • Асинхронный клеточный автомат, может обновлять отдельные клетки, независимо, таким образом, что новое состояние клетки влияет на расчет состояний в соседних сотах
  • Асинхронный ввод-вывод, в информатике, является способ осуществления операций ввода/вывода, позволяющий проводить другую обработку, до того как операция ввода/вывода завершена
  • Асинхронный интерфейс прикладного программирования (API)
  • Асинхронный способ доставки (АСД), способ передачи данных, используется когда есть необходимость в стороне сервера обрабатывать большое количество долгосрочными клиентских запросов
  • Ajax, асинхронный JavaScript и XML
  • Асинхронная память

Асинхронизм сердца — один из патогенетических звеньев сердечной недостаточности[9].

  • Леонтьев Г. А., Зенина Е. Г. Исследование асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором. — Волгоград: Волгоградский гос. техн. ун-т., 2000. — ISBN УДК 621.825.7.
  • Соколов А. А., Марцинкевич Г. И. Электромеханический асинхронизм сердца и сердечная недостаточность = Кардиология. — Хабаровск: Дальневосточный Государственный Медицинский Университет, 2005. — С. 86—91. — (N 5).
  • Трещевский Ю. И. Методологические аспекты исследования асинхронности экономических систем / Ю.И. Трещевский, А.И. Щедров // Современная экономика: проблемы и решения. – 2010. – No 6 (6)

Использование асинхронного обмена сообщениями для улучшения доступности

Привет, Хаброжители! Мы недавно сдали в типографию книгу Криса Ричардсона, цель которой — научить успешно разрабатывать приложения с использованием микросервисной архитектуры. В книге обсуждаются не только преимущества, но и недостатки микросервисов. Вы узнаете, в каких ситуациях имеет смысл применять их, а когда лучше подумать о монолитном подходе.

Основное внимание в книге уделяется архитектуре и разработке. Она рассчитана на любого, в чьи обязанности входят написание и доставка программного обеспечения, в том числе на разработчиков, архитекторов, технических директоров и начальников отделов по разработке.

Ниже представлен отрывок из книги «Использование асинхронного обмена сообщениями»

Использование асинхронного обмена сообщениями для улучшения доступности


Как вы видели, разнообразные механизмы IPC подталкивают вас к различным компромиссам. Один из них связан с тем, как механизм IPC влияет на доступность. В этом разделе вы узнаете, что синхронное взаимодействие с другими сервисами в рамках обработки запросов снижает степень доступности приложения. В связи с этим при проектировании своих сервисов вы должны по возможности использовать асинхронный обмен сообщениями.

Сначала посмотрим, какие проблемы создает синхронное взаимодействие и как это сказывается на доступности.

3.4.1. Синхронное взаимодействие снижает степень доступности


REST — это чрезвычайно популярный механизм IPC. У вас может возникнуть соблазн использовать его для межсервисного взаимодействия. Но проблема REST заключается в том, что это синхронный протокол: HTTP-клиенту приходится ждать, пока сервис не вернет ответ. Каждый раз, когда сервисы общаются между собой по синхронному протоколу, это снижает доступность приложения.

Чтобы понять, почему так происходит, рассмотрим сценарий, представленный на рис. 3.15. У сервиса Order есть интерфейс REST API для создания заказов. Для проверки заказа он обращается к сервисам Consumer и Restaurant, которые тоже имеют REST API.


Создание заказа состоит из такой последовательности шагов.
  1. Клиент делает HTTP-запрос POST /orders к сервису Order.
  2. Сервис Order извлекает информацию о заказчике, выполняя HTTP-запрос GET /consumers/id к сервису Consumer.
  3. Сервис Order извлекает информацию о ресторане, выполняя HTTP-запрос GET /restaurant/id к сервису Restaurant.
  4. Order Taking проверяет запрос, задействуя информацию о заказчике и ресторане.
  5. Order Taking создает заказ.
  6. Order Taking отправляет HTTP-ответ клиенту.

Поскольку эти сервисы используют HTTP, все они должны быть доступны, чтобы приложение FTGO смогло обработать запрос CreateOrder. Оно не сможет создать заказ, если хотя бы один из сервисов недоступен. С математической точки зрения доступность системной операции является произведением доступности сервисов, которые в нее вовлечены. Если сервис Order и те два сервиса, которые он вызывает, имеют доступность 99,5 %, то их общая доступность будет 99,5 %3 = 98,5 %, что намного ниже. Каждый последующий сервис, участвующий в запросе, делает операцию менее доступной.

Эта проблема не уникальна для взаимодействия на основе REST. Доступность снижается всякий раз, когда для ответа клиенту сервис должен получить ответы от других сервисов. Здесь не поможет даже переход к стилю взаимодействия «запрос/ответ» поверх асинхронных сообщений. Например, если сервис Order пошлет сервису Consumer сообщение через брокер и примется ждать ответа, его доступность ухудшится.

Если вы хотите максимально повысить уровень доступности, минимизируйте объем синхронного взаимодействия. Посмотрим, как это сделать.

3.4.2. Избавление от синхронного взаимодействия


Существует несколько способов уменьшения объема синхронного взаимодействия с другими сервисами при обработке синхронных запросов. Во-первых, чтобы полностью избежать этой проблемы, все сервисы можно снабдить исключительно асинхронными API. Но это не всегда возможно. Например, публичные API обычно придерживаются стандарта REST. Поэтому некоторые сервисы обязаны иметь синхронные API.

К счастью, чтобы обрабатывать синхронные запросы, вовсе не обязательно выполнять их самому. Поговорим о таких вариантах.

Использование асинхронных стилей взаимодействия

В идеале все взаимодействие должно происходить в асинхронном стиле, описанном ранее в этой главе. Представьте, к примеру, что клиент приложения FTGO применяет для создания заказов асинхронный стиль взаимодействия вида «запрос/асинхронный ответ». Чтобы создать заказ, он отправляет сообщение с запросом сервису Order. Затем этот сервис асинхронно обменивается сообщениями с другими сервисами и в итоге возвращает клиенту ответ (рис. 3.16).


Клиент и сервис общаются асинхронно, отправляя сообщения через каналы. Ни один из участников этого взаимодействия не блокируется в ожидании ответа.

Такая архитектура была бы чрезвычайно устойчивой, потому что брокер буферизирует сообщения до тех пор, пока их потребление не станет возможным. Но проблема в том, что у сервисов часто есть внешний API, который использует синхронный протокол вроде REST и, как следствие, обязан немедленно отвечать на запросы.

Если у сервиса есть синхронный API, доступность можно улучшить за счет репликации данных. Посмотрим, как это работает.

Репликация данных

Одним из способов минимизации синхронного взаимодействия во время обработки запросов является репликация данных. Сервис хранит копию (реплику) данных, которые ему нужны для обработки запросов. Чтобы поддерживать реплику в актуальном состоянии, он подписывается на события, публикуемые сервисами, которым эти данные принадлежат. Например, сервис Order может хранить копию данных, принадлежащих сервисам Consumer и Restaurant. Это позволит ему обрабатывать запросы на создание заказов, не обращаясь к этим сервисам. Такая архитектура показана на рис. 3.17.


Сервисы Consumer и Restaurant публикуют события всякий раз, когда их данные меняются. Сервис Order подписывается на эти события и обновляет свою реплику.

В некоторых случаях репликация данных — это хорошее решение. Например, в главе 5 описывается, как сервис Order реплицирует данные сервиса Restaurant, чтобы иметь возможность проверять элементы меню. Один из недостатков этого подхода связан с тем, что иногда он требует копирования больших объемов данных, что неэффективно. Например, если у нас много заказчиков, хранить реплику данных, принадлежащих сервису Consumer, может оказаться непрактично. Еще один недостаток репликации кроется в том, что она не решает проблему обновления данных, принадлежащих другим сервисам.

Чтобы решить эту проблему, сервис может отсрочить взаимодействие с другими сервисами до тех пор, пока он не ответит своему клиенту. Речь об этом пойдет далее.

Завершение обработки после возвращения ответа

Еще один способ устранения синхронного взаимодействия во время обработки запросов состоит в том, чтобы выполнять эту обработку в виде следующих этапов.

  1. Сервис проверяет запрос только с помощью данных, доступных локально.
  2. Он обновляет свою базу данных, в том числе добавляет сообщения в таблицу OUTBOX.
  3. Возвращает ответ своему клиенту.

Во время обработки запроса сервис не обращается синхронно ни к каким другим сервисам. Вместо этого он шлет им асинхронные сообщения. Данный подход обеспечивает слабую связанность сервисов. Как вы увидите в следующей главе, этот процесс часто реализуется в виде повествования.

Представьте, что сервис Order действует таким образом. Он создает заказ с состоянием PENDING и затем проверяет его, обмениваясь асинхронными сообщениями с другими сервисами. На рис. 3.18 показано, что происходит при вызове операции createOrder(). Цепочка событий выглядит так.

  1. Сервис Order создает заказ с состоянием PENDING.
  2. Сервис Order возвращает своему клиенту ответ с ID заказа.
  3. Сервис Order шлет сообщение ValidateConsumerInfo сервису Consumer.
  4. Сервис Order шлет сообщение ValidateOrderDetails сервису Restaurant.
  5. Сервис Consumer получает сообщение ValidateConsumerInfo, проверяет, может ли заказчик размещать заказ, и отправляет сообщение ConsumerValidated сервису Order.
  6. Сервис Restaurant получает сообщение ValidateOrderDetails, проверяет корректность элементов меню и способность ресторана доставить заказ по заданному адресу и отправляет сообщение OrderDetailsValidated сервису Order.
  7. Сервис Order получает сообщения ConsumerValidated и OrderDetailsValidated и меняет состояние заказа на VALIDATED.

И так далее…

Сервис Order может получить сообщения ConsumerValidated и OrderDetailsValidated в любом порядке. Чтобы знать, какое из них он получил первым, он меняет состояние заказа. Если первым пришло сообщение ConsumerValidated, состояние заказа меняется на CONSUMER_VALIDATED, а если OrderDetailsValidated — на ORDER_DETAILS_VALIDATED. Получив второе сообщение, сервис Order присваивает заказу состояние VALIDATED.

После проверки заказа сервис Order выполняет оставшиеся шаги по его созданию, о которых мы поговорим в следующей главе. Замечательной стороной этого подхода является то, что сервис Order сможет создать заказ и ответить клиенту, даже если сервис Consumer окажется недоступным. Рано или поздно сервис Consumer восстановится и обработает все отложенные сообщения, что позволит завершить проверку заказов.


Недостаток возвращения ответа до полной обработки запроса связан с тем, что это делает клиент более сложным. Например, когда сервис Order возвращает ответ, он дает минимальные гарантии по поводу состояния только что созданного заказа. Он отвечает немедленно, еще до проверки заказа и авторизации банковской карты клиента. Таким образом, чтобы узнать о том, успешно ли создан заказ, клиент должен периодически запрашивать информацию или же сервис Order должен послать ему уведомительное сообщение. Несмотря на всю сложность этого подхода, во многих случаях стоит предпочесть его, особенно из-за того, что он учитывает проблемы с управлением распределенными транзакциями, которые мы обсудим в главе 4. В главах 4 и 5 я продемонстрирую эту методику на примере сервиса Order.

Резюме


  • Микросервисная архитектура является распределенной, поэтому межпроцессное взаимодействие играет в ней ключевую роль.
  • К развитию API сервиса необходимо подходить тщательно и осторожно. Легче всего вносить обратно совместимые изменения, поскольку они не влияют на работу клиентов. При внесении ломающих изменений в API сервиса обычно приходится поддерживать как старую, так и новую версию, пока клиенты не обновятся.
  • Существует множество технологий IPC, каждая со своими достоинствами и недостатками. Ключевое решение на стадии проектирования — выбор между синхронным удаленным вызовом процедур и асинхронными сообщениями. Самыми простыми в использовании являются синхронные протоколы вроде REST, основанные на вызове удаленных процедур. Но в идеале, чтобы повысить уровень доступности, сервисы должны взаимодействовать с помощью асинхронного обмена сообщениями.
  • Чтобы предотвратить лавинообразное накопление сбоев в системе, клиент, использующий синхронный протокол, должен быть способен справиться с частичными отказами — тем, что вызываемый сервис либо недоступен, либо проявляет высокую латентность. В частности, при выполнении запросов следует отсчитывать время ожидания, ограничивать количество просроченных запросов и применять шаблон «Предохранитель», чтобы избежать обращений к неисправному сервису.
  • Архитектура, использующая синхронные протоколы, должна содержать механизм обнаружения, чтобы клиенты могли определить сетевое местонахождение экземпляров сервиса. Проще всего остановиться на механизме обнаружения, который предоставляет платформа развертывания: на шаблонах «Обнаружение на стороне сервера» и «Сторонняя регистрация». Альтернативный подход — реализация обнаружения сервисов на уровне приложения: шаблоны «Обнаружение на стороне клиента» и «Саморегистрация». Этот способ требует бо’льших усилий, но подходит для ситуаций, когда сервисы выполняются на нескольких платформах развертывания.
  • Модель сообщений и каналов инкапсулирует детали реализации системы обмена сообщениями и становится хорошим выбором при проектировании архитектуры этого вида. Позже вы сможете привязать свою архитектуру к конкретной инфраструктуре обмена сообщениями, в которой обычно используется брокер.
  • Ключевая трудность при обмене сообщениями связана с их публикацией и обновлением базы данных. Удачным решением является применение шаблона «Публикация событий»: сообщение в самом начале записывается в базу данных в рамках транзакции. Затем отдельный процесс извлекает сообщение из базы данных, используя шаблон «Опрашивающий издатель» или «Отслеживание транзакционного журнала», и передает его брокеру.

» Более подробно с книгой можно ознакомиться на сайте издательства
» Оглавление
» Отрывок

Для Хаброжителей скидка 30% на предзаказ книги по купону — Микросервисы

асинхронный — это… Что такое асинхронный?

  • асинхронный — асинхроичный, разновременный, неодновременный Словарь русских синонимов. асинхронный прил., кол во синонимов: 4 • асинхроичный (4) • …   Словарь синонимов

  • асинхронный — название множественных программ или процессов, которые перекрывают друг друга в использовании и, возможно, в памяти. Асинхронная атака на систему заключается в том, что одна программа пытается изменить те параметры, которые другая программа… …   Hacker’s dictionary

  • асинхронный — Примеры сочетаний: connection асинхронная связь временной интервал между передаваемыми символами может изменяться (в отличие от режима синхронной связи) data transmission асинхронная передача данных каждый знак передается с предшествующим… …   Справочник технического переводчика

  • асинхронный — asinchroninis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. asynchronous vok. Asynchron…; asynchron rus. асинхронный pranc. asynchrone …   Automatikos terminų žodynas

  • Асинхронный — прил. Не совпадающий с чем либо во времени; неодномоментный, неодновременный, несинхронный. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • асинхронный — асинхронный, асинхронная, асинхронное, асинхронные, асинхронного, асинхронной, асинхронного, асинхронных, асинхронному, асинхронной, асинхронному, асинхронным, асинхронный, асинхронную, асинхронное, асинхронные, асинхронного, асинхронную,… …   Формы слов

  • асинхронный — асинхр онный; кратк. форма онен, онна …   Русский орфографический словарь

  • АСИНХРОННЫЙ — не совпадающий во времени (о цветении и т. п.) …   Словарь ботанических терминов

  • асинхронный — ая, ое; онен, онна, онно. [от греч. a не и synchronos одновременный]. Неодновременный, не совпадающий с чем л. во времени; несинхронный. А ые колебания. ◁ Асинхронно, нареч. Действовать а …   Энциклопедический словарь

  • АСИНХРОННЫЙ — [от греч. а отрицание и synchronos одновременный] неодновременный, не совпадающий во времени …   Психомоторика: cловарь-справочник

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.