Pipes and Filters – Einfach erweiterbare Architektur für bestimmte Anwendungsfälle

Was der Pipeline-Architekturstil kann

In der Welt der Softwarearchitektur gibt es verschiedene Ansätze, um komplexe Systeme effizient zu gestalten. Einer dieser Ansätze ist der Pipeline-Architekturstil, der auch als „Pipes and Filters“ bezeichnet wird. Dieser Architekturstil zeichnet sich durch seine eindeutige Kommunikationsrichtung und die Einfachheit der einzelnen Pipes und Filter aus. In diesem Blogpost befassen wir uns näher mit den Einsatzgebieten sowie die Vor- und Nachteile.

Der Pipeline-Architekturstil basiert auf der Idee von Kommunikationskanälen, diese bezeichnet man als Pipes. Die eigenständigen Komponenten sind die sogenannten Filter. Pipes dienen dabei als Kommunikationskanäle zwischen den Filtern und ermöglichen den Fluss von Daten oder Informationen in einer bestimmten Richtung. Eine bidirektionale Kommunikation zwischen den Filtern ist nicht vorgesehen.

Filter sind eigenständige Komponenten, die unabhängig voneinander agieren und normalerweise keinen Zustand haben. Jeder Filter hat eine spezifische Aufgabe und erfüllt entweder die Rolle eines Produzenten, Transformers, Testers oder Konsumenten. Durch die klare Trennung der Aufgaben und die Unabhängigkeit der Filter können sie einfach wiederverwendet werden und ermöglichen den Aufbau komplexer Strukturen.

Der Einsatz von Pipes and Filters eignet sich besonders gut für bestimmte Anwendungsfälle. Zum Beispiel finden sie in IoT-Systemen Anwendung, wo verschiedene Filter Daten transformieren und verarbeiten, bevor sie eine Datensenke empfängt. Auch für Data Warehouse Anwendungen, die komplexe Datenpipelines von Source zu Datensenke erfordern, sind Pipes and Filters anwendbar. Dabei können kleine Datencontainer flexibel produziert, transformiert, getestet und konsumiert werden.

Ein großer Vorteil von Pipes and Filter ist die einfache Erweiterbarkeit. Durch das Hinzufügen neuer Filter wird die Funktionalitäten des Systems leicht erweitert. Die Filter können je nach Bedarf aneinandergereiht werden, um den Datenfluss zu steuern. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Filter unabhängige Komponenten sind und keine Abhängigkeiten zu anderen Filtern haben. Dadurch wird die Wiederverwendbarkeit und Flexibilität des Systems erhöht. Da die Filter unabhängig voneinander sind, ist es kein Problem, sie separat voneinander zu skalieren. Dadurch sind die Ressourcen und die Performance optimal an die Anforderungen anpassbar.

Trotz der Vorteile gibt es auch einige Nachteile von Pipes and Filters. Dieser Architekturstil ist eher für spezielle Use-Cases geeignet und eignet sich nicht für Standardanwendungen mit Zustand oder für mittelgroße bis große Systeme. Die Einbahnstraßen-Natur der Pipes und die spezialisierten Aufgaben der Filter beschränken ihre Anwendbarkeit auf bestimmte Szenarien.

Fazit

Zusammenfassend bieten Pipes and Filters eine einfach erweiterbare Architektur für bestimmte Anwendungsfälle. Die klare Trennung der Funktionalitäten in einzelne Filter und die Verbindung durch Pipes ermöglichen einen effizienten Datenfluss. Der Architekturstil eignet sich gut für IoT-Anwendungen, Data Warehouse Pipelines und Szenarien, in denen kleine Datencontainer flexibel verarbeitet werden müssen. Bei der Nutzung von Pipes and Filters ist jedoch zu beachten, dass sie nicht für Standardanwendungen mit Zustand oder große Systeme geeignet sind. Bei der richtigen Anwendung gestalten Pipes and Filters jedoch eine effiziente und erweiterbare Lösung für spezielle Anwendungsfälle.

Zusammenfassung

Die wichtigsten Merkmale dieses Stils haben wir für Sie kurz und knapp als Bild zusammengefasst.