Что такое Microservices?
Leslie Tsang
December 14, 2022
Важно понимать, что не существует универсальной архитектуры; нет лучшей или худшей архитектуры, есть только наиболее подходящая для вашего бизнеса.
Введение в микросервисы
Архитектура микросервисов — это гибкая и масштабируемая архитектура программного обеспечения, которая направлена на упрощение разработки, развертывания и поддержки крупных программных систем.
Основная идея микросервисов заключается в разделении крупной программной системы на множество относительно независимых сервисов, каждый из которых сосредоточен на выполнении одной функции.
Сервисы в архитектуре микросервисов часто представляют собой процессы, которые взаимодействуют через сеть для достижения цели с использованием технологически независимых протоколов, таких как HTTP или gRPC. Это позволяет комбинировать различные сервисы по мере необходимости для удовлетворения различных бизнес-потребностей.
Эволюция архитектуры программного обеспечения
Начнем с использования монолитной архитектуры в качестве стартовой архитектуры. Посмотрим, с какими проблемами сталкиваются разные архитектуры по мере роста бизнеса.
Монолитная архитектура
Монолитная архитектура разработана как самодостаточная, где компоненты или функции приложения тесно связаны, в отличие от модульных приложений, где они слабо связаны. Использование монолитной архитектуры имеет множество преимуществ, поэтому многие приложения до сих пор создаются с использованием этой парадигмы разработки.
Обзор типичного развертывания монолитного приложения. Такая конструкция, несомненно, упрощает развертывание, но обновления становятся сложными, что может быть катастрофическим, если модуль выйдет из строя.
Например, монолитные приложения могут показывать лучшую производительность в плане пропускной способности по сравнению с модульными. Поскольку каждый компонент и связанный с ним код должны присутствовать для выполнения или компиляции приложения, монолитные приложения могут быть проще в тестировании и отладке.
Монолитные приложения были успешными в прошлом. Однако в эпоху облачных технологий все больше людей разочаровываются в монолитной архитектуре, так как все больше монолитных приложений развертываются в облачной среде. Циклы изменений связаны между собой — изменение, внесенное в небольшую часть приложения, требует пересборки и повторного развертывания всего монолита.
Разработчики должны перекомпилировать всю кодовую базу и переустановить все монолитное приложение после каждого обновления, а не только измененную часть. Это делает непрерывные или регулярные развертывания сложными, что, в свою очередь, снижает гибкость приложения и команды.
Со временем может быть сложно поддерживать монолитное приложение в хорошей модульной структуре, что затрудняет внесение изменений, которые должны затрагивать только один внутренний модуль. Масштабирование требует масштабирования всего приложения, а не только тех частей, которым требуется больше ресурсов.
Сервис-ориентированная архитектура (SOA)
Сервис-ориентированная архитектура (SOA) — это архитектура программного обеспечения, которая предполагает создание приложения из дискретных и слабо связанных программных агентов, выполняющих необходимую функцию, определяя способ использования интерфейсов сервисов для обеспечения повторного использования программных компонентов. Эти интерфейсы используют широко распространенные коммуникационные протоколы, поэтому их можно быстро добавлять в новые приложения без значительной интеграции.
Обзор типичного развертывания SOA. Влияние сбоя одного сервиса эффективно снижается с такой архитектурой, а скорость итерации одного сервиса увеличивается.
Такая архитектура лучше подходит для управления расширением команды, позволяя каждой команде сосредоточиться на конкретном сервисе. Освобождает команду от тяжелой нагрузки прошлого, чтобы они могли сосредоточиться на одной задаче и выполнить ее правильно.
Преимущества SOA по сравнению с монолитной архитектурой:
- Лучшая поддерживаемость: каждый сервис является самостоятельной сущностью, что делает обновления и поддержку простыми и безопасными для других сервисов.
- Высокая надежность: большие блоки кода, такие как те, что используются в монолитной архитектуре, сложнее отлаживать и тестировать, чем сервисы. Следовательно, продукты на основе SOA становятся более надежными.
- Параллельная разработка: сервис-ориентированная архитектура способствует параллелизму в процессе разработки, так как имеет слои. Возможно одновременное создание и завершение независимых сервисов.
Архитектура микросервисов
Архитектура микросервисов — это форма SOA, которая сосредоточена на создании ряда автономных компонентов, составляющих приложение. В отличие от монолитных приложений, которые создаются как единое целое, приложения на основе микросервисов состоят из множества независимых компонентов, связанных через API.
Ключевое различие между SOA и микросервисами заключается в масштабе архитектуры. В отличие от архитектуры микросервисов, которая основана на дискретных сервисах, способных работать независимо, модель SOA позволяет сервисам или модулям быть общими и повторно используемыми во всей организации. Другими словами, микросервисы сосредоточены на приложениях, тогда как SOA имеет корпоративный масштаб.
Дополнительные различия суммированы в таблице ниже:
| SOA | Микросервисы | |
|---|---|---|
| Архитектура | Сервисы повторно используются и разделяются на уровне предприятия | Сервисы развязаны и работают независимо |
| Гранулярность | Относительно крупные, модульные сервисы | Меньшие, более гибкие сервисы, которые служат конкретной цели или функции для бизнеса |
| Коммуникация | ESB | API |
| Связь | Совместное использование ресурсов/слабая связь | Ограниченный контекст |
| Совместимость | Поддерживает несколько протоколов сообщений, таких как Simple Object Access Protocol (SOAP), Advanced Messaging Queuing Protocol (AMQP) и Microsoft Messaging Queuing (MMQ) | Использует легковесные, независимые от языка протоколы сообщений, такие как HTTP, Representational State Transfers (REST) или Java Messaging Service (JMS) |
| Управление данными | Общее управление данными на уровне предприятия в результате совместного использования компонентов | Нет единого управления данными между командами из-за независимого характера сервисов |
| Хранение | Единый уровень хранения данных, используемый всеми сервисами в рамках данного приложения | Независимый сервер данных или база данных для хранения данных для каждого сервиса, по мере необходимости |
Обзор типичного развертывания микросервиса
Стратегии масштабирования для монолитной архитектуры и архитектуры микросервисов
Для более подробного ознакомления: https://martinfowler.com/articles/microservices.html
По сравнению с монолитной архитектурой, архитектура микросервисов также более гибка для итеративных методологий разработки и Agile-методов. Благодаря слабому взаимодействию между различными компонентами, они также более масштабируемы и способны тестироваться отдельно. Кроме того, модули имеют свои собственные базы данных, взаимодействуют друг с другом и ускоряют запуск программы.
Почему необходимы микросервисы
Использование микросервисов может значительно повысить эффективность цикла разработки и увеличить гибкость процесса. Сочетание DevOps и микросервисов ускоряет доставку изменений и новых функций. Микросервисы могут быть созданы быстрее, чем типичные крупномасштабные проекты разработки программного обеспечения, связанные с монолитным приложением. Управление изменениями становится проще и быстрее.
Изменения в микросервисах будут более плавными и гладкими, чем в монолитных приложениях. В процессе разработки микросервисов нет водопадов, как в случае с монолитным приложением. Каждый микросервис независим и может быть разработан на любом языке программирования или структуре.
Сбои в микросервисах также менее серьезны, чем сбои в крупных системах. Сбой в одной области монолитного приложения обычно оказывает значительное негативное влияние на всю систему. В архитектуре микросервисов проблемы могут быть решены быстрее и проще. Вы распознаете проблему, изолируете ее и компенсируете. Если ваша архитектура использует микросервисы, вы можете масштабировать микросервисы, чтобы обойти барьер производительности. Операционный водопад монолитного приложения можно избежать, оперативно создавая новую версию неисправных микросервисов.
Преимущества микросервисов
Преимущества микросервисов по сравнению с традиционными архитектурами включают следующее.
- Модульность: Крупная программная система разделена на несколько относительно независимых сервисов, каждый из которых отвечает за выполнение конкретной функции. Это позволяет комбинировать различные сервисы по мере необходимости для удовлетворения различных бизнес-потребностей.
- Масштабируемость: Важным преимуществом архитектуры микросервисов является масштабируемость. Поскольку каждый сервис относительно независим, можно динамически масштабировать каждый сервис в зависимости от фактических потребностей. Это позволяет лучше справляться с колебаниями бизнес-трафика.
- Развертываемость: Архитектура микросервисов позволяет каждому сервису развертываться независимо и гибко. Это позволяет быстрее развертывать новые функции и обеспечивает быструю итерацию без влияния на всю систему.
- Легкость расширения: Архитектура микросервисов наделяет каждый сервис единой ответственностью и функцией. В такой архитектуре микросервисы легче обновлять и перенастраивать, чем модули в традиционной архитектуре программного обеспечения, а радиус воздействия сбоя одного сервиса управляем.
- Легкость поддержки: Архитектура микросервисов делает каждый сервис меньше и отвечающим только за выполнение конкретных функций. Это упрощает поддержку и позволяет быстрее устранять неисправности.
- Технологическая гетерогенность: Архитектура микросервисов делает каждый сервис не ограниченным конкретным технологическим стеком. Взаимодействие данных между сервисами может быть реализовано через стандартизированные интерфейсы, а для разработки сервисов можно использовать наиболее подходящий технологический стек для текущего сценария, чтобы достичь оптимального решения.
Итог
Архитектуры программного обеспечения эволюционировали, чтобы справляться с изменяющимися требованиями, часто интегрируя новые аспекты. Архитектура микросервисов постепенно становится популярной в эпоху облачных технологий. Чтобы построить лучшую архитектуру микросервисов, посетите APISIX, лучший API-шлюз, и API7.ai для получения дополнительной коммерческой поддержки.