Патерни обробки потокових подій для масштабування інтерактивних навчальних середовищ: порівняльний аналіз Redis Pub/Sub, Redis Streams та Apache Kafka

Анотація

У статтi дослiджуються архiтектурнi патерни обробки потокових подiй у реальному часi для масштабування iнтерактивних навчальних середовищ. Зростання кiлькостi одночасних користувачiв у сценарiях спiльного редагування коду та використання iнтерактивних дошок виявляє обмеження традицiйних пiдходiв на базi Redis Pub/Sub, зокрема щодо втрати пакетiв та порушення порядку доставки подiй, що є критичним для алгоритмiв узгодження стану (CRDT та OT). Проведено порiвняльний аналiз трьох технологiй брокерiв повiдомлень — Redis Pub/Sub, Redis Streams та Apache Kafka — в контекстi мiкросервiсної архiтектури на базi NestJS та Socket.IO. Запропоновано трирiвневу класифiкацiю подiй iнтерактивного навчання за частотою, надiйнiстю та вимогами до впорядкування. Сформульовано шiсть критерiїв вибору брокера повiдомлень специфiчно для навчальних сценарiїв з високою астотою подiй, що становить наукову новизну дослiдження. Описано архiтектурний патерн Event Sourcing з використанням Redis Streams як єдиного джерела iстини для активних сесiй спiльної роботи, а також механiзм наздоганяння (catch-up) для клiєнтiв, що перепiдключаються. Практичне значення полягає у можливостi створення вiдкритого вiдтворюваного iнструментарiю, iнтегрованого з LMS, що забезпечує високу надiйнiсть синхронiзацiї навiть за нестабiльного мережевого з’єднання.