{"id":4808,"date":"2022-06-21T09:19:52","date_gmt":"2022-06-21T12:19:52","guid":{"rendered":"https:\/\/elemarjr.com\/arquiteturadesoftware\/?p=4808"},"modified":"2024-01-12T18:21:48","modified_gmt":"2024-01-12T21:21:48","slug":"iniciando-o-design-arquitetural-de-um-location-based-service-lbs","status":"publish","type":"volume-1","link":"https:\/\/elemarjr.com\/livros\/arquiteturadesoftware\/volume-1\/iniciando-o-design-arquitetural-de-um-location-based-service-lbs\/","title":{"rendered":"Cap 4.5 Iniciando o design arquitetural de um “Location-based service (LBS)”"},"content":{"rendered":"

O que iFood<\/a>, Yelp<\/a>\u00a0e Tinder<\/a> t\u00eam em comum? Todas s\u00e3o plataformas<\/span> que oferecem, por causa da demanda por proximidade dos participantes, de servi\u00e7os baseados em localiza\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

\r\n\r\n\r\n\r\n
\"\"<\/td>\r\n\"\"\r\n

Relacionando plataformas e a transforma\u00e7\u00e3o digital<\/p>\r\n

Transforma\u00e7\u00e3o Digital e \u00c1gil<\/p>\r\nPlataformas est\u00e3o revolucionando a estrat\u00e9gia. Muitas das organiza\u00e7\u00f5es digitais que est\u00e3o transformando o mercado est\u00e3o implantando, consciente ou inconscientemente, plataformas. Deseja saber mais sobre o assunto?\r\n

Ler cap\u00edtulo<\/a><\/p>\r\n<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\n

Nesse cap\u00edtulo, discutiremos como implementar servi\u00e7os de localiza\u00e7\u00e3o de maneira eficiente. Trata-se de um desafio interessante quando analisado sob a perspectiva da escala.\u00a0<\/strong><\/p>\n

Mais uma vez, iremos utilizar um cen\u00e1rio fict\u00edcio para fundamentar decis\u00f5es.<\/p>\n

O que \u00e9 uma LBS?<\/h2>\n

Um servi\u00e7o baseado em localiza\u00e7\u00e3o (LBS) \u00e9 um tipo especial de servi\u00e7o de software que usam dados e informa\u00e7\u00f5es geogr\u00e1ficas para fornecer servi\u00e7os ou informa\u00e7\u00f5es aos usu\u00e1rios. LBS pode ser usado em uma variedade de contextos, como sa\u00fade, busca de objetos internos, entretenimento, trabalho, vida pessoal, etc.<\/p>\n

Coletando informa\u00e7\u00f5es para o Haiku<\/h2>\n
\r\n\r\n\r\n\r\n
\"\"<\/td>\r\n\"\"\r\n

Architecture Haiku<\/p>\r\n

N\u00e3o sabe o que \u00e9 um “Architecture Haiku”? Consulte agora esse t\u00f3pico no cap\u00edtulo em que tratamos sobre documenta\u00e7\u00e3o de software.<\/p>\r\nAcessar t\u00f3pico<\/a><\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\n

Desejamos conectar potenciais clientes com prestadores independentes de servi\u00e7o, conforme proximidade.<\/strong><\/p>\n

Prestadores de servi\u00e7o podem cadastrar-se a plataforma, especificando condi\u00e7\u00f5es de trabalho e hor\u00e1rios de funcionamento.<\/p>\n

Assumimos que a plataforma contar\u00e1 com 150 milh\u00f5es de usu\u00e1rios ativos (DAU) e 50 milh\u00f5es de prestadores de servi\u00e7o dispon\u00edveis. Cada usu\u00e1rio faz, em m\u00e9dia, 4 consultas por dia.<\/strong><\/p>\n

As principais funcionalidades do sistema s\u00e3o:<\/p>\n

    \n
  1. Relacionar prestadores pr\u00f3ximos de um consumidor, baseando-se em sua localiza\u00e7\u00e3o atual (latitude e longitude);<\/li>\n
  2. Permitir que prestadores de servi\u00e7o incluam, atualizem ou removam suas ofertas de trabalho;<\/li>\n
  3. Consumidores devem poder consultar detalhes das ofertas dos prestadores relacionados.<\/li>\n<\/ol>\n
    \n

    Os principais atributos de qualidade s\u00e3o disponibilidade e escalabilidade.<\/p>\n

    Eventualmente, pode ser necess\u00e1rio segregar dados geograficamente para atender normas de seguran\u00e7a de dados.<\/p>\n

    Algumas estimativas de “papel de p\u00e3o”<\/h2>\n

    Com base nas informa\u00e7\u00f5es explicitadas no Haiku, em nosso cen\u00e1rio fict\u00edcio, \u00e9 poss\u00edvel elaborar algumas estimativas, grosseiras, mas j\u00e1 suficientes para orientar algumas decis\u00f5es de design.<\/em><\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    Proposta ing\u00eanua de design<\/em> arquitetural<\/h2>\n

    Uma primeira abordagem, quase instintiva, inclui segmentar as opera\u00e7\u00f5es administrativas (manuten\u00e7\u00e3o dos prestadores de servi\u00e7o) das buscas.<\/strong> Essa segmenta\u00e7\u00e3o pode ocorrer, no primeiro n\u00edvel, nos servidores de aplica\u00e7\u00e3o, e nas bases de dados relacionais, com o master\u00a0<\/em>operando para atender tarefas administrativas e r\u00e9plicas suportando as buscas.<\/p>\n

    Como cada prestador de servi\u00e7o possui, naturalmente, sua localiza\u00e7\u00e3o (latitude e longitude) na base de dados, a busca poderia simplesmente filtrar aqueles cujo a dist\u00e2ncia for aceit\u00e1vel.<\/p>\n

    O problema natural dessa abordagem \u00e9 o custo das consultas que naturalmente ocorrem com buscas full scan.\u00a0<\/em>Ali\u00e1s, \u00e9 importante destacar que a ado\u00e7\u00e3o de \u00edndices (para longitude ou para a latitude) minimiza o problema, reduzindo os datasets<\/em>, mas n\u00e3o o resolve plenamente.<\/p>\n

    \r\n\r\n\r\n\r\n
    \"\"<\/td>\r\n\"\" Uma restri\u00e7\u00e3o natural para escalabilidade surge nas demandas por computa\u00e7\u00e3o ou agrega\u00e7\u00e3o nas consultas.<\/p>\r\n<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\n

    Organizando informa\u00e7\u00f5es para gerar as primeiras ADRs<\/h2>\n
    \r\n\r\n\r\n\r\n
    \"\"<\/td>\r\n\"\"\r\n

    Architecture Decision Record<\/p>\r\n

    O bom arquiteto garante que decis\u00f5es sejam tomadas, justificadas e comunicadas! Precisa relembrar o que \u00e9 uma ADR? Visite o t\u00f3pico onde introduzimos o conceito.<\/p>\r\nAcessar t\u00f3pico<\/a><\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\n

    A partir das informa\u00e7\u00f5es obtidas para formula\u00e7\u00e3o do Haiku<\/em> e dos “n\u00fameros no papel de p\u00e3o”, j\u00e1 \u00e9 poss\u00edvel indicar algumas ADRs em status de “aberta para discuss\u00e3o”. Essas ADRs indicariam a “inclina\u00e7\u00e3o arquitetural” para diversos aspectos importantes, possibilitando debates com especialistas.<\/p>\n

    Endpoints candidatos<\/h4>\n

    Parece ser adequado desenvolver o servi\u00e7o como uma API REST. Destacam-se cinco endpoints<\/em> principais:<\/p>\n

      \n
    1. Obter lista de prestadores de servi\u00e7o com GET \/nearby?lat=<latitude>&lon=<longitude><\/code><\/li>\n
    2. Obter informa\u00e7\u00f5es sobre um prestador de servi\u00e7o com GET \/business\/<id><\/code><\/li>\n
    3. Adicionar informa\u00e7\u00f5es sobre um novo prestador de servi\u00e7o com POST \/business<\/code><\/li>\n
    4. Atualizar informa\u00e7\u00f5es sobre um prestador de servi\u00e7o com PUT \/business\/<id><\/code><\/li>\n
    5. Remover informa\u00e7\u00f5es sobre um prestador de servi\u00e7o com DELETE \/business\/<id><\/code><\/li>\n<\/ol>\n
      \r\n\r\n\r\n\r\n
      \"\"<\/td>\r\n\"\"\r\n

      Filosofia REST<\/p>\r\n

      APIs (supostamente) REST s\u00e3o bem comuns. Deseja entender mais sobre a filosofia REST? Consulte o cap\u00edtulo destinado a esse tema.<\/p>\r\nAcessar t\u00f3pico<\/a><\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\n

      Op\u00e7\u00e3o de representa\u00e7\u00e3o #1: Adotar Geohash<\/em><\/h4>\n

      O principal problema com a abordagem ing\u00eanua, proposta anteriormente, \u00e9 que o banco de dados consegue melhorar o desempenho das consultas a partir da latitude ou da longitude.<\/strong> Logo, naturalmente, o caminho para melhores resultados \u00e9 gerar uma \u00fanica chave de busca. Uma abordagem comum \u00e9 pela ado\u00e7\u00e3o de Geohash<\/em>.<\/p>\n

      \r\n\r\n\r\n\r\n
      \r\n

      Geohash<\/p>\r\nGeohash<\/em> \u00e9 um sistema de geoc\u00f3digo de dom\u00ednio p\u00fablico inventado em 2008 por Gustavo Niemeyer que codifica uma localiza\u00e7\u00e3o geogr\u00e1fica em uma pequena sequ\u00eancia de letras e d\u00edgitos.<\/p>\n

      \n

      Interessado em saber mais, consulte o artigo na Wikipedia.\r\n

      Acessar<\/a><\/p>\r\n<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\n

      A ado\u00e7\u00e3o de geohashs\u00a0<\/em>implica no zoneamento de uma regi\u00e3o em quadrantes e sub-quadrantes, em tantos n\u00edveis quanto necess\u00e1rio, at\u00e9 que o tamanho de uma c\u00e9lula estiver em conformidade com a \u00e1rea de busca em que se deseja atuar.<\/p>\n

      \"\"<\/p>\n

      Cada quadrante pode, em qualquer n\u00edvel precisa de apenas 2 bits\u00a0<\/em>para ser indicado que podem ser, ent\u00e3o, facilmente convertidos em sequ\u00eancias de caracteres usando-se, por exemplo, Base32.<\/em><\/p>\n

      \r\n\r\n\r\n\r\n
      \r\n

      Base32<\/p>\r\nBase32 \u00e9 o sistema num\u00e9rico de base 32. Ele usa um conjunto de 32 d\u00edgitos, cada um dos quais pode ser representado por 5 bits (25). Uma maneira de representar n\u00fameros Base32 de forma leg\u00edvel \u00e9 usando um conjunto padr\u00e3o de 32 caracteres, como as vinte e duas letras mai\u00fasculas A\u2013V e os d\u00edgitos 0-9. No entanto, muitas outras varia\u00e7\u00f5es s\u00e3o usadas em diferentes contextos.<\/p>\n

      \n

      Deseja saber mais?<\/p>\n

      \r\n

      Acessar<\/a><\/p>\r\n<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\n

      Para mapear o mundo inteiro (latitude com intervalo entre -90 e +90, longitude com intervalo entre -180 e +180), seriam necess\u00e1rios apenas 6 caracteres para determinar regi\u00f5es com 4,9km x 2,5km.<\/p>\n

      Geohashes\u00a0<\/em>s\u00e3o f\u00e1ceis de usar e implementar. Entretanto, ignoram aspectos como densidade de cada regi\u00e3o.<\/strong><\/p>\n

      Op\u00e7\u00e3o de representa\u00e7\u00e3o #2: Adotar\u00a0Quadtrees<\/em><\/h4>\n

      A principal desvantagem da abordagem baseada em geohashes\u00a0<\/em>\u00e9 ignorar densidade em cada regi\u00e3o. Essa restri\u00e7\u00e3o pode ser facilmente suplantada pela ado\u00e7\u00e3o de Quadtrees.<\/em><\/strong><\/p>\n

      \r\n\r\n\r\n\r\n
      \r\n

      Quadtree<\/p>\r\n<\/p>\n

      Uma quadtree<\/em> \u00e9 uma estrutura de dados em \u00e1rvore na qual cada n\u00f3 interno tem exatamente quatro n\u00f3s filhos. Quadtrees <\/em>s\u00e3o usados com mais frequ\u00eancia para particionar um espa\u00e7o bidimensional subdividindo-o recursivamente em quatro quadrantes ou regi\u00f5es.<\/p>\n

      Os dados associados a uma c\u00e9lula folha variam de acordo com a aplica\u00e7\u00e3o, mas a c\u00e9lula folha representa uma “unidade de interesse espacial”.<\/p>\n

      Deseja saber mais?<\/p>\n

      \r\n

      Acessar<\/a><\/p>\r\n<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\n

      Para nosso servi\u00e7o, um n\u00f3 folha poderia ser especificado por um n\u00famero m\u00ednimo de prestadores de servi\u00e7os atuantes (por exemplo, 150).<\/p>\n

      \"\"<\/p>\n

      Quadtrees<\/em> s\u00e3o pequenas o suficiente para serem mantidas inteiramente na mem\u00f3ria tendo como custo principal sua computa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

      \r\n\r\n\r\n\r\n
      \"\"<\/td>\r\n\"\" Dados consultados frequentemente e raramente modificados, devem ser mantidos na mem\u00f3ria, sempre que poss\u00edvel, evitando tr\u00e1fego de rede.<\/p>\r\n<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\n

      Quadtrees s\u00e3o f\u00e1ceis de consultar, mas s\u00e3o caras de “computar”.<\/strong><\/p>\n

      \r\n\r\n\r\n\r\n
      \"\"<\/td>\r\n\"\" Estruturas em mem\u00f3ria, com alto custo de computa\u00e7\u00e3o, podem ser preservadas, de maneira mais econ\u00f4mica, serializadas em um reposit\u00f3rio central (reconstru\u00eddos quando necess\u00e1rio).<\/p>\r\n<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\n

      Pontos que ainda necessitam reflex\u00e3o<\/h2>\n

      O processo de elabora\u00e7\u00e3o da arquitetura deve ser incremental.<\/strong>\u00a0T\u00e3o importante quanto relacionar decis\u00f5es realizadas \u00e9 indicar claramente o que ainda precisa ser ponderado.<\/p>\n

      Com rela\u00e7\u00e3o ao design LBS \u00e9 importante, ainda, considerar:<\/p>\n

        \n
      • Como respeitar eventuais normas relacionadas a seguran\u00e7a de dados, com restri\u00e7\u00e3o a informa\u00e7\u00f5es de prestadores de servi\u00e7os? Usando como sharding key\u00a0<\/em>a\u00a0geohash <\/em>do prestador de servi\u00e7o para elei\u00e7\u00e3o do datacenter?<\/li>\n
      • Que m\u00e9todo usar para determinar disponibilidade de\u00a0 “prestadores de servi\u00e7os” conforme, por exemplo, hor\u00e1rios de funcionamento? O custo da busca, uma vez que h\u00e1 poucos prestadores retornados em cada consulta, no banco \u00e9 significativo?<\/li>\n<\/ul>\n

        Takeaways<\/h2>\n

        A elabora\u00e7\u00e3o desse \u201cin\u00edcio de trabalho arquitetural\u201d para um \u201cLBS\u201d permite algumas li\u00e7\u00f5es importantes:<\/p>\n

          \n
        1. Mesmo solu\u00e7\u00f5es muito simples se tornam desafiadoras quando envolvem suporte a escala.<\/li>\n
        2. Desempenho, em muitas ocasi\u00f5es, \u00e9 garantido pela escolha de boas estruturas de dados.<\/li>\n
        3. Sempre h\u00e1 mais de uma alternativa para resolver um problema arquitetural e, consequentemente,\u00a0trade-offs<\/em>.<\/li>\n
        4. Conhecer boas estruturas\/estrat\u00e9gias de dados (como Geohashes<\/em> e quadtrees<\/em>) pode ajudar a viabilizar algumas propostas de design.<\/li>\n<\/ol>\n
          \n

          D\u00favidas ou sugest\u00f5es? Deixe suas contribui\u00e7\u00f5es nos coment\u00e1rios.<\/p>\n","protected":false},"featured_media":4840,"parent":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","template":"","url":[72],"sessoes":[62],"apendices":[],"capitulos":[75],"class_list":["post-4808","volume-1","type-volume-1","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","url-permanente","sessoes-secao-4","capitulos-capitulo-4-5"],"acf":[],"yoast_head":"\nCap 4.5 Iniciando o design arquitetural de um "Location-based service (LBS)" - Manual do Arquiteto de Software<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/elemarjr.com\/livros\/arquiteturadesoftware\/volume-1\/iniciando-o-design-arquitetural-de-um-location-based-service-lbs\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"pt_BR\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Cap 4.5 Iniciando o design arquitetural de um "Location-based service (LBS)" - Manual do Arquiteto de Software\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"O que iFood, Yelp\u00a0e Tinder t\u00eam em comum? 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