Замкнутая природа микросервисной архитектуры может упростить создание проектов по разработке программного обеспечения и управление ими. Многие крупные компании, такие как PayPal, Netflix и даже Amazon, используют микросервисы, демонстрируя, что микросервисы могут быть полезным инструментом для разработки масштабируемого программного продукта.
Что такое микросервисы? Микросервисы — это средства организации приложения с помощью нескольких независимых однофункциональных протоколов или сервисов. Стандартным архитектурным стилем для создания программных приложений является шаблон монолитной архитектуры.
Хотя для многих или большинства приложений монолитная архитектура является адекватным выбором, она имеет свои ограничения. А именно, монолитное приложение поощряет тесную связь, когда многие компоненты программной системы взаимосвязаны. Такая зависимость иногда может быть полезной, но часто это может означать увеличение сложности с течением времени. И изменения в монолитном приложении также обычно негативно влияют на время выполнения и скорость обработки.
В результате масштабируемость становится серьезной проблемой. Взаимозависимость и сложный информационный поток монолитных архитектур в конечном итоге могут стать препятствием для жизненного цикла разработки программного обеспечения и дальнейшего обслуживания вашего программного приложения.
С другой стороны, микросервисная архитектура может развертываться независимо . При правильном применении этот платформенный подход может стимулировать рост бизнеса за счет улучшения процесса разработки программного обеспечения. С микросервисами программные компоненты в значительной степени разъединены, что допускает слабую связь. Манипуляции с одной функцией не влияют на связанную с ней функцию и наоборот.
Формальное определение микрослужб варьируется, поскольку многие характеристики определяют их природу. Микросервисы, как правило, представляют собой процессы, взаимодействующие по сети, автономные, небольшие по размеру и т. д. Точно так же известный инженер-программист Мартин Фаулер определяет несколько основных характеристик, описывающих микросервисы и/или их использование при разработке программного обеспечения:
- деловые возможности
- автоматическое развертывание
- интеллект конечных точек
- децентрализованный контроль над языками и данными
Короче говоря, многие из этих атрибутов соответствуют тому факту, что микросервисы обеспечивают непрерывную доставку (CD). В гибкой разработке программного обеспечения компакт-диск гарантирует перестройку и повторное развертывание программного обеспечения для оптимизации конечного продукта. Кроме того, архитектурный шаблон микросервиса основан на сильных сервисно-ориентированных принципах, таких как проектирование, ориентированное на предметную область (DDD). DDD гарантирует, что программное обеспечение соответствует его бизнес-целям.
Как работают микросервисы? Микросервисы работают, изолируя функциональные возможности программного обеспечения в несколько независимых модулей, которые несут отдельные обязанности. Сотни микросервисов объединяются, чтобы предоставить пользователям более крупный макросервис или набор макросервисов в виде программного приложения.
В связи с постоянно растущим спросом на крупномасштабные приложения микросервисы удовлетворяют потребность в более целенаправленном подходе к разработке программного обеспечения, что способствует росту бизнеса.
Но как работают микросервисы? Хотя фактическая разработка приложения с использованием микросервисной архитектуры довольно сложна, вот краткий обзор концептуальных истоков микросервисов.
Чтобы лучше понять, как работает микросервисная архитектура, вам следует вернуться к концепции монолитной архитектуры. Базовая конструкция монолитного программного приложения состоит из трех уровней — элемента представления или пользовательского интерфейса (UI), бизнес-логики и базы данных.
В то время как фронтенд-разработка включает в себя создание пользовательского интерфейса, бэкэнд-разработчики пишут бизнес-логику и управляют базой данных. Теперь этот стек довольно линейный и ничуть не кажется сложным. Но в некотором смысле верно и обратное. Существует много точек отказа, которые могут возникнуть, когда только одна центральная система содержит все наиболее важные части вашего программного приложения. Аппаратный сбой или ошибка могут серьезно повредить систему с такой архитектурой, и восстановить ее будет непросто.
Что касается операций на стороне сервера, масштабирование монолитных приложений также влечет за собой использование новых серверов для обработки требуемой дополнительной полосы пропускания и емкости пользователей. Естественно, это приводит к неравномерному балансу ресурсов.
- Сервис-ориентированная архитектура (SOA)
Сервис-ориентированная архитектура (SOA) возникла из-за проблем, описанных выше. Контекстуализация функциональности с точки зрения конкретных сервисов, к которым могут обращаться модульные фрагменты кода, приводит к более интуитивно понятным и автономным структурам программного обеспечения. SOA распределяет службы между серверами, объединяя их по сети и полагаясь на интерфейсы прикладного программирования (API) для разделения служб. Балансировка нагрузки, в свою очередь, становится более стабильной и равномерной. SOA позволяет сократить циклы разработки, поскольку небольшие специализированные группы могут сосредоточиться только на одном сервисе за раз.
Микросервисы — это особый тип сервис-ориентированной архитектуры. Они еще больше разрушают концепцию сервис-ориентированной архитектуры, рассматривая проблемы в гипериндивидуалистической манере. Сотни микросервисов объединяются, чтобы предоставить пользователям более крупный макросервис или набор макросервисов в виде программного приложения. Нетфликс, например. хорошо известна в отрасли переходом от монолитной архитектуры к микросервисной архитектуре с более чем 1000 микросервисов. Большая часть микросервисной архитектуры основана на облаке и использует контейнерные технологии, что упрощает децентрализацию серверов. Терминология контейнеров происходит от упаковочных контейнеров для грузовых перевозок. Предыдущие версии SOA использовали виртуальные машины. Вместо этого контейнеры упаковывают код и его зависимости в отдельную единицу, которую можно, так сказать, отправить в облако.
Вы также можете спроектировать микросервисы так, чтобы они были самовосстанавливающимися, где вы можете отчуждать, устранять неполадки и устранять проблемы с помощью автоматизации. Конечно, монолитное приложение потребует слишком большого вмешательства человека, чтобы оно могло работать в массовом масштабе.
Каковы основные области применения микросервисов? Вы можете применить микросервисы к своей программной архитектуре по ряду причин. Ниже приведены несколько примеров, когда микросервисы могут подойти.
Микросервисная архитектура служит подходящим дополнением для небольших групп разработчиков программного обеспечения.
Поскольку разработка программного обеспечения сводится к созданию нескольких самодостаточных сервисов, вы можете выбрать нескольких опытных разработчиков и назначить их для создания определенного сервиса, который необходимо сделать. В целом, это снижает утечку ресурсов, которая неизбежна, когда внутренний персонал становится затруднительным или если вы работаете с ограниченным бюджетом.
- Тестирование и развертывание
Развертывание и тестирование программного обеспечения, использующего микросервисную архитектуру, откровенно менее сложно, чем то же самое с монолитным приложением. Конечно, тестирование и отладка монолитного приложения требует одновременного запуска всего приложения, поиска ошибок вручную и их устранения таким образом, чтобы исправления не оказывали негативного влияния на другие части вашего кода. Разработчики должны следить за последним обстоятельством, поскольку монолитные приложения по определению взаимозависимы, поэтому каждое изменение может создать эффект бабочки. Выполнение обновлений и обновлений вашего приложения может быть таким же разочаровывающим по тем же причинам. Эти ограничения также усложняют масштабирование, что должно быть серьезной проблемой практически для любого бизнеса.
- Разнообразные технологические стеки
Используя микросервисы, вы сможете использовать более одного стека технологий. Например, одна небольшая команда может работать над сервисом Python, а другая может использовать Ruby. Это дает вам больше свободы действий при найме разработчиков и принятии решения о том, какие языки программирования и инструменты разработки лучше всего использовать. Универсальный подход удобен для небольших приложений, но более крупные проекты обычно требуют большей универсальности. В разработке программного обеспечения это позволяет исследовать и использовать различные языки программирования, фреймворки, базы данных и так далее.
6 характеристик микросервисов Микросервисы и их непосредственные преимущества можно разделить на несколько ключевых характеристик.
1. Несколько компонентов
Опять же, основополагающее качество микросервисной архитектуры заключается в том, что команда разработчиков структурирует программное обеспечение в сервисы-компоненты. Поэтому сервисы могут функционировать независимо друг от друга.
2. Создан для бизнеса
Повторяя Мартина Фаулера, бизнес-возможности центра микросервисов . По сравнению с монолитными приложениями микросервисы повышают эффективность за счет повышения эффективности небольших групп.
3. Простая маршрутизация
Микросервисы получают запросы и отвечают на них. Просто, верно? Что ж, монолитное приложение активирует череду зависимых уровней приложения, и функциональные возможности могут сталкиваться друг с другом для достижения одной и той же конечной цели.
4. Децентрализованный
Управление данными децентрализовано. Для поклонников микросервисов они считают это более безопасным. Повторное использование также является побочным продуктом децентрализации, поскольку автономные сервисы решают определенные проблемы.
5. Устойчивость к сбоям
Откровенно неправдоподобно, чтобы все сервисы в программной системе микросервисов вышли из строя одновременно. Конечно, одна служба может выйти из строя, но это никак не повлияет на соседнюю службу.
6. Эволюционный
Микросервисы могут расти вместе с вашим бизнесом. Добавление новых функций происходит за пределами монолитной системы, что полностью упрощает масштабируемость.
Каковы плюсы и минусы микросервисов? Плюсы и минусы микросервисов важно учитывать, прежде чем принимать какое-либо важное решение о том, как приступить к созданию вашего следующего программного проекта. Микросервисы предлагают относительно новую методологию разработки программного обеспечения. Хотя абстракция создания приложений захватывающая, вам все равно нужно критически относиться к новым способам разработки, какими бы популярными они ни были.
Плюсы микросервисов Плюсы микросервисов должны быть очевидны, учитывая основные области применения архитектуры микросервисов, но, возможно, стоит более подробно рассмотреть, на что способны микросервисы.
Простота
Многие аспекты микросервисной архитектуры способствуют ее простоте. Во -первых, преднамеренное распределение функций, лежащих в основе основ микросервисов, означает более компактное развертывание кода.
Следовательно, написание кода для каждой функции или службы намного проще и практически безболезненно, когда разработчикам не нужно учитывать зависимости функций.
Объем проекта меньше, чем в противном случае, поэтому разработчики могут использовать непрерывное развертывание благодаря повышению производительности.
Как упоминалось выше, тестирование также использует преимущества микросервисной архитектуры, поскольку разработчики могут быстрее изолировать ошибки. И, конечно же, качественный программный продукт лучше делать раньше, чем позже.
Масштабируемость
Категориальная группировка функций, которую позволяет микросервисная архитектура, означает, что вы можете масштабировать одну или несколько служб, когда придет время, и сэкономить на масштабировании всего приложения. С помощью этой процедуры вы можете адекватно планировать ресурсы и соответственно экономить затраты.
Минусы микросервисов Минусы микросервисов сложнее расшифровать, тем более что у архитектуры так много преимуществ. Но есть еще некоторые моменты, на которые следует обратить внимание, прежде чем принять решение об использовании микросервисной архитектуры для своего бизнеса.
Требовательность
Микросервисы требуют нескольких баз данных и серверов, а также большого количества операций по управлению транзакциями. Действительно, внедрение микросервисной архитектуры потребует значительных ресурсов . Как следствие, крупные компании довольно хорошо адаптируются к микросервисам, а небольшие компании с трудом осваивают инфраструктуру. Правильная организация микросервисной архитектуры имеет первостепенное значение, но, учитывая ее исчерпывающие потребности, это более напряженная задача, чем готовы некоторые предприятия.
Комплекс
Может показаться странным, что сложное и простое описывают одно и то же понятие, но вы скоро поймете. Хотя микросервисная архитектура может упростить общую разработку вашего приложения, службы, которые вы создаете независимо друг от друга, в какой-то момент должны встретиться. Связь между каждой службой может быть сложно настроить, и вам, возможно, придется написать дополнительный код, чтобы гарантировать, что каждая модель может подключаться друг к другу без ошибок.
Микросервисы и API: в чем разница? Основное различие между микросервисами и API заключается в их соответствующих функциях и классификациях.
Например, API определяет протоколы для интеграции двух или более программных систем . Вот несколько примеров API:
Порталы входа, которые полагаются на различные социальные сети, чтобы вы могли создавать или передавать информацию об учетной записи, как при входе с использованием вашей учетной записи Google в несвязанное приложение или веб-сайт.
Google извлекает информацию из местных онлайн-ресурсов, когда вы ищете ближайший ресторан или мероприятие.
Видео Youtube, встроенные на веб-страницу, отличную от самой Youtube
И наоборот, микросервисная архитектура описывает конкретный метод разработки программных приложений, разбивая функции на автономные сервисы.
Микросервисы зависят от API для подключения этих сервисов, но сами по себе они не являются API.
Многие крупные компании разрабатывают и поддерживают свое программное обеспечение с помощью микросервисной архитектуры, в том числе:
- eBay
- Саундклауд
- Убер
- Групон
Непонятно, почему микросервисы и API кажутся похожими или эквивалентными, но у них совершенно разные роли в мире разработки программного обеспечения.
Заключение
Микросервисы или микросервисная архитектура могут усовершенствовать ваш процесс разработки программного обеспечения в лучшую сторону. Благодаря микросервисной архитектуре разработчики могут мысленно и буквально создавать гибкие, функционально-ориентированные сервисы. Сервис-ориентированная архитектура, как правило, выгодна для разработки программного обеспечения, хотя бы концептуально. В то время как сборка монолитных приложений в некоторых случаях не оправдывает ожиданий. Тем не менее, у микросервисов есть свои плюсы и минусы, и очень важно знать о них.