Високонавантажена програмна платформа електронної комерції на основі мікросервісів

Abstract

АНОТАЦІЯ Виконавець: Лога Євгеній Вікторович. Назва кваліфікаційної роботи: «Високонавантажена програмна платформа електронної комерції на основі мікросервісів». Спеціальність: 121 «Інженерія програмного забезпечення». Установа: Черкаський державний технологічний університет (ЧДТУ). Місто, рік: Черкаси, 2026 рік. Об'єкт розробки: процес проектування та функціонування високонавантажених інформаційних систем у сфері електронної комерції. Предмет розробки: архітектура, програмні модулі та методи асинхронної взаємодії розподіленої мікросервісної платформи електронної комерції під високим навантаженням. Основні ідеї, результати та висновки кваліфікаційної роботи бакалавра: Основні ідеї: ‒ проектування високонавантаженої платформи електронної комерції з повною відмовою від монолітної структури на користь мікросервісного підходу; ‒ усунення часової пов'язаності компонентів шляхом впровадження системи асинхронного обміну повідомленнями через брокер RabbitMQ (Fire-and-Forget); ‒ забезпечення строгої транзакційної узгодженості розподілених даних за допомогою патерну оркестрації SAGA та механізмів компенсуючих транзакцій; ‒ використання однопотокової неблокуючої моделі Node.js у поєднанні з фреймворком NestJS для забезпечення екстремально високої пропускної здатності. Результати: ‒ розроблено повнофункціональний програмний комплекс із восьми ізольованих мікросервісів та центрального API-шлюзу; ‒ реалізовано алгоритм надійної обробки замовлень із автоматичним резервуванням складських залишків без блокування суміжних баз даних; ‒ інтегровано архітектурний шаблон Database per Service (PostgreSQL) та швидкісне in-memory сховище Redis для управління тимчасовим станом кошика; ‒ створено адаптивну адміністративну панель (React, Vite, TailwindCSS) для моніторингу працездатності системи та візуалізації статистики; ‒ здійснено повну контейнеризацію платформи засобами Docker із налаштуванням політик автоматичного відновлення та health-checks. Висновки: ‒ мікросервісна архітектура є найбільш раціональним і науково обґрунтованим рішенням для забезпечення безперебійної роботи e-commerce платформ під час пікових навантажень; ‒ синергія асинхронного середовища NestJS, брокера подій RabbitMQ та патерну розподілених транзакцій формує високонадійну відмовостійку інфраструктуру; ‒ розроблена система відзначається високим ступенем ізоляції, легко піддається горизонтальному масштабуванню та готова до експлуатації у контейнеризованих хмарних середовищах.

ANNOTATION Performer: Loha Yevhenii Viktorovych. Title of the qualified bachelor’s work: "High-Load Microservice-Based E-Commerce Software Platform". Specialty: 121 "Software Engineering". Institution: Cherkasy State Technological University (CSTU). City, year: Cherkasy, 2026. Object of development: the process of designing and functioning high-load information systems in the field of e-commerce. Subject of development: architecture, software modules, and asynchronous interaction methods of a distributed microservice e-commerce platform under high load. Main ideas, results, and conclusions of the bachelor's qualification work: Main ideas: ‒ designing a high-load e-commerce platform with a complete transition from a monolithic structure to a microservice approach; ‒ eliminating the temporal coupling of components by implementing an asynchronous messaging system through the RabbitMQ broker (Fire-and-Forget); ‒ ensuring strict transactional consistency of distributed data using the SAGA orchestration pattern and compensating transaction mechanisms; ‒ utilizing the single-threaded, non-blocking Node.js model combined with the NestJS framework to provide extremely high throughput. Results: ‒ a fully functional software suite consisting of eight isolated microservices and a central API Gateway was developed; ‒ a reliable order processing algorithm with automatic inventory reservation without blocking adjacent databases was implemented; ‒ the Database per Service architectural pattern (PostgreSQL) and high-speed in-memory Redis storage for managing the temporary state of the shopping cart were integrated; ‒ a responsive administrative dashboard (React, Vite, TailwindCSS) for monitoring system health and visualizing statistics was created; ‒ full containerization of the platform using Docker with configured automated restart policies and health checks was accomplished. Conclusions: ‒ the microservice architecture is the most rational and scientifically justified solution for ensuring the uninterrupted operation of e-commerce platforms during peak loads; ‒ the synergy of the asynchronous NestJS environment, RabbitMQ event broker, and distributed transaction pattern forms a highly reliable, fault-tolerant infrastructure; ‒ the developed system features a high degree of component isolation, is easily horizontally scalable, and is ready for deployment in containerized cloud environments.