Taustajonoja

Taustajonoja tarkoittaa ohjelmisto- ja järjestelmäarkkitehtuurissa jonoa, jossa tehtävät tai viestit käsitellään taustalla erillisissä säikeissä tai prosesseissa. Taustajonoja käytetään, jotta pääsäie tai käyttöliittymä ei tukkoontuisi pitkittyneiden operaatioiden vuoksi, ja jotta tehtävät voidaan suorittaa asynkronisesti sekä resurssien mukaan skaalaten.

Jono koostuu tyypillisesti FIFO-periaatteella etenevistä tehtävä- tai viestelementeistä, jotka otetaan käsittelyyn, kun vapaa kapasiteetti on käytettävissä. Joissakin järjestelmissä on priorisointia, aikakattoja sekä palautumismekanismeja virhetilanteita varten. Toteutuksessa käytetään usein jonon ja taustatyön tekijöiden välistä synkronointia sekä valvontaa, kuten backpressurea. Hajautetuissa ympäristöissä voidaan hyödyntää erillistä viestijärjestelmää, joka mahdollistaa tehtävien käsittelyn useilla palvelimilla.

Käyttökohteita ovat esimerkiksi tiedostojen siirrot, tietokantapäivitykset, raportointi, sähköpostien lähettäminen sekä tapahtumien käsittely verkkopalveluissa. Suunnittelussa korostuvat idempotenssi, virheenkestävyys ja seuranta: tehtävien toistaminen, uudelleenkäynnistys sekä mittaustiedot.

Haasteita ovat kilpailutilanteet, muistinhallinta, viestien menettäminen ja viiveet. Hyvä toteutus antaa näkyvyyden jonoihin, virheenkäsittelyn ja valvonnan sekä mahdollisuuden uudelleentoteutuksiin. Yleisimmät toteutusmallit ovat säie-poolit, työjono-arkkitehtuuri sekä viestipohjaiset ratkaisut.

Esimerkkejä teknologioista ovat Pythonin asyncio- ja queue-työkalut, Java:n ExecutorService ja BlockingQueue sekä .NETin Task Parallel Library, lisäksi monisäikeinen I/O-käsittely sekä tapahtumapohjaiset järjestelmät.