Anwendungen über Cloud, Edge und IoT hinweg koordinieren heterogene Ressourcen. Ihre Logik ist meist gleichzeitig, ereignisgesteuert, reaktiv und zustandsbehaftet. Da sie auf viele Dienste, Nachrichtenmechanismen und Datenspeicher verteilt ist, wird die Gesamtkoordination jedoch schnell komplex.
Dazu haben wir gemeinsam mit der Universität Innsbruck, Institut für Computer Science, Distributed and Parallel Systems das System GroupCollaborative State Machines (CSM) erfunden. Es begegnet diesem Problem mit einem deklarativen Modell:
kommunizierende Zustandsautomaten
Verteilte Anwendungen werden als miteinander kommunizierende Zustandsautomaten beschrieben. Dadurch lassen sich Zustände, Ereignisse, Daten und Abläufe grafisch übersichtlicher koordinieren und die Komplexität sinkt.
Diese Studie untersucht CSM mit dem Beispielen einer Smart Factory und eines Smart Buildings und vergleicht diese Lösung mit einer Dapr-basierten Implementierung. Zusätzlich werden Reactive Coordination Flows (RCFs) eingeführt, um Zustandsänderungen und Ereignisaustausch während konkreter Abläufe darzustellen.
Die Untersuchungsergebnisse sind erstaunlich: CSM reduzierte die Beschreibungskomplexität im Durchschnitt um 13% bei der Shannon-Entropie, 47% bei der geschätzten Kolmogorov-Komplexität und 30% beim Quellcodeumfang – ohne Leistungseinbußen. Die Laufzeitumgebung Cirrina erreichte in der Smart Factory bis zu 72% mehr Durchsatz und im Smart Building eine um 39% geringere durchschnittliche Ereignislatenz.
Wer an der Studie (english only) interessiert ist, meldet sich bitte bei uns.