Die Softwareentwicklung hat sich im Vergleich zu vor ein paar Jahren stark weiterentwickelt. Heute gibt es fertige Codeschnipsel und Frameworks, die den Entwicklern das Leben leichter machen. Hinzu kommen No-Code-Plattformen, die die Entwicklung von Softwareanwendungen noch einfacher und schneller machen. Und auf diesem Weg haben wir bestimmte Gebäudemodelle und Architekturen gesehen, die diese Optimierung möglich gemacht haben.
Viele Projekte, die Microservices nutzen, haben ihre Vorteile erkannt. Es gibt keine genaue Definition für die Microservice-Architektur, aber es gibt einige gemeinsame Aspekte für alle Projekte, die sie einsetzen. Aufgrund der zunehmenden Innovationen in den Bereichen skalierbare Bereitstellung, domänenorientiertes Design und Infrastrukturautomatisierung werden Microservices immer beliebter. Werfen wir einen Blick auf die Microservices-Architektur und auf das, was vor ihr kam.
Was sind Microservices?
Der Architekturstil der Microservices ist ein einzigartiger Ansatz für die Entwicklung von Softwareprodukten. Er zielt darauf ab, sich auf die Schaffung von Einzelfunktionseinheiten mit klaren Verbindungen und Aktionen zu konzentrieren. Jedes dieser Module ist für eine bestimmte Funktion zuständig und kann über einfache API-Gateways mit anderen Softwaresystemen interagieren, um kompliziertere Geschäftsfunktionen und Probleme zu lösen.
Da immer mehr Unternehmen damit begonnen haben, Methoden wie das agile Modell zu übernehmen, sind Microservices weit verbreitet. Dieser Architekturstil hat viele Vorteile und wird von bekannten Marken wie Netflix, Amazon, PayPal und vielen anderen genutzt. Softwaresysteme können dank der Microservices-Architekturen schneller erweitert werden. Dies liegt vor allem daran, dass die Zeit für das Hinzufügen neuer Funktionen zu Ihrer Anwendung reduziert wird.
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Ein solcher Architekturstil wurde mit Blick auf die Geschäftsfähigkeiten entwickelt und kann mithilfe vollständig automatisierter Bereitstellungsgeräte separat bereitgestellt werden. Diese Dienste, die in verschiedenen Programmiersprachen programmiert werden können und verschiedene Datenspeichermethoden nutzen, werden nur minimal zentral verwaltet. Auch der Einsatz von API-Gateways kann viele Prozesse vereinfachen.
Oft wird der Architekturstil der Microservices mit der serviceorientierten Architektur verwechselt. Die Microservices-Architektur kommt dem sehr nahe, was einige SOA -Befürworter favorisiert haben. Obwohl einige Microservice-Enthusiasten die Bezeichnung SOA ablehnen, sehen andere Microservices als eine serviceorientierte Architektur an.
Monolithische Architektur
Alle Aktivitäten in einer monolithischen Architektur sind eng miteinander verbunden und arbeiten als einheitliche Plattform. Dies impliziert, dass die gesamte monolithische Architektur erweitert werden sollte, wenn eine Komponente des Programms einen Anstieg der Nachfrage erfährt. Je größer die Codebasis einer monolithischen Anwendung ist, desto schwieriger wird es, neue Funktionen hinzuzufügen oder bestehende zu aktualisieren. Diese Komplikation schränkt die Innovation ein und erschwert die Umsetzung neuer Konzepte. Da sie viele voneinander abhängige und eng miteinander verknüpfte Vorgänge enthalten, stellen monolithische Entwürfe ein größeres Risiko dar, falls eine einzelne Komponente einen Fehler macht.
In einer Microservices-Architektur wird jeder Anwendungsprozess als Dienst von separaten Komponenten ausgeführt. Jeder Dienst hat eine bestimmte Funktion und ist mit Blick auf die geschäftlichen Möglichkeiten konzipiert. Jede Komponente kann aufgerüstet, gestartet und erweitert werden, um der Nachfrage nach bestimmten Programmfunktionen zu entsprechen, da sie separat betrieben wird.
Hauptmerkmale von Microservices
Im Folgenden sind einige der wichtigsten Merkmale der Microservices-Architektur aufgeführt:
Mehrere Elemente
Die Microservice-Architektur kann in mehrere getrennte Komponentenvorgänge unterteilt werden. Dies ermöglicht die separate Bereitstellung, Änderung und Neuverteilung von Diensten, ohne die Struktur des Systems zu gefährden. Anstatt komplette Anwendungen neu zu verteilen, müssen Sie auf diese Weise nur einen bestimmten Dienst ändern. Diese Strategie hat jedoch auch Nachteile, wie z. B. kostspielige Remote-Aufrufe anstelle von prozessinternen Aufrufen und eine kompliziertere Aufgabenverteilung zwischen den Elementen.
Konzipiert für Unternehmen
In der Regel ist die Microservices-Architektur auf die Ziele und Fähigkeiten des Unternehmens ausgerichtet. Die Microservice-Architektur nutzt funktionsübergreifende Gruppen, in denen verschiedene Entwicklungsteams einen bestimmten Schwerpunkt haben, im Gegensatz zu einer herkömmlichen monolithischen Wachstumsstrategie. Jede Gruppe produziert bestimmte Produkte, die auf einzigartigen Diensten basieren, die über einen Messaging-Bus kommunizieren.
Einfaches Routing
Ähnlich wie das herkömmliche System UNIX nehmen Microservices Anfragen entgegen, analysieren sie und erstellen dann eine Antwort. Mehrere andere Technologiestapel, darunter Enterprise Service Buses, arbeiten umgekehrt. Hightech-Lösungen werden für die Nachrichtenreihenfolge, das Routing und die Implementierung von Geschäftseinschränkungen verwendet. Microservices enthalten Pipes, die die Datenspeicherströme transportieren, und intelligente Endpunkte, die das Datenmanagement auswerten und die Logik anwenden.
Dezentralisiert
Herkömmliche Techniken der zentralisierten Governance könnten besser sein, da Microservices eine Vielzahl von Systemen umfassen. Das Ökosystem der Microservices bevorzugt eine dezentralisierte Governance, damit die Entwickler Tools zur Verfügung stellen können, mit denen andere dieselben Probleme angehen können. Die Microservice-Architektur fördert dezentralisierte Informationssysteme. In monolithischen Systemen teilen sich verschiedene Unternehmensanwendungen einen einzigen logischen Datenspeicher. Gleichzeitig verwaltet jeder Dienst seine Daten typischerweise in einem Microservice-System.
Widerstandsfähig gegen Ausfälle
Die Microservices-Architektur ist für den Umgang mit Ausfällen ausgelegt. Da viele verschiedene Dienste miteinander interagieren, ist es durchaus möglich, dass ein Dienst ausfällt. In solchen Fällen sollte der Benutzer das System sanft verlassen, während die benachbarten Dienste weiterarbeiten können. Die Verwaltung von Microservices trägt jedoch dazu bei, die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion zu verringern. Diese Anforderung macht Microservices schwieriger als monolithische Designs.
Evolutionär
Die Microservice-Architektur ist eine evolutionäre Struktur und eignet sich für evolutionäre Netze. In solchen Systemen ist es unmöglich, vollständig vorherzusagen, welche Maschinen in Zukunft mit Ihrem Programm in Kontakt treten werden. Viele Programme beginnen mit einem monolithischen domänengesteuerten Design, können aber allmählich auf Microservices umgestellt werden, die über eine frühere monolithische Architektur unter Verwendung von API-Gateways kommunizieren, wenn neue Anforderungen auftauchen.
Vorteile von Microservices
Die separate Komponentenstruktur der Microservices-Architektur hat viele Vorteile. Jedes der oben genannten Merkmale trägt dazu bei. Viele der heute entwickelten Softwareprodukte sind auf die Automatisierung der Infrastruktur angewiesen, und Microservices können dabei helfen. Einige der Vorteile der Microservice-Architektur, die Sie kennen sollten, sind:
Agilität
Kleinere, autonome Gruppen, die Verantwortung für ihren Betrieb übernehmen, können durch den Einsatz von agilen Microservices organisiert werden. Die Mitarbeiter sind in der Lage, in einem definierten, begrenzten Rahmen autonomer und effizienter zu arbeiten. Sie müssen sich keine Gedanken über die Effizienz und Arbeitsweise der anderen Entwicklungsteams und Komponenten machen. Die Zykluszeiten für die Entwicklung werden verkürzt. Dies kann den Gesamtdurchsatz des Unternehmens erhöhen.
Anpassungsfähige Skalierung
Dank der Microservices kann jeder Betrieb autonom expandieren, um die Anforderungen an die von ihm unterstützte Software zu erfüllen. Dies ermöglicht es den Entwicklungsteams, die Anforderungen an die Infrastrukturautomatisierung angemessen zu skalieren, die Kosten einer Funktion zu kalkulieren und die Verfügbarkeit des Dienstes bei einem Anstieg der Nachfrage sicherzustellen. Es ist wahrscheinlicher, dass Unternehmen eine bestimmte Einheit des Produkts und nicht das gesamte Produkt erweitern müssen. Dieser Prozess wird durch die Microservices-Architektur erheblich vereinfacht.
Einfache Bereitstellung
Die Integration von Geschäft und Bereitstellung wird durch Microservices ermöglicht, so dass es einfach ist, neue Konzepte zu testen und zurückzuschrauben, wenn etwas nicht passt. Der niedrige Preis des Scheiterns fördert die Innovation und erleichtert die Aktualisierung des Codes. Sie können Ihrer Konkurrenz nur mit neuen Ideen voraus sein, und die Microservice-Architektur macht dies einfacher.
Technische Unabhängigkeit
Die Microservices-Architektur folgt nicht der Philosophie "Einer für alles". Teams können die ideale Lösung für ihre speziellen Probleme auswählen. Ein und dasselbe Modell oder Tool funktioniert möglicherweise nur für einige der Komponenten, und je nach Bedarf können sie die gewünschten Komponenten auswählen. Dies verleiht jedem Modul und damit auch jedem Team, das damit arbeitet, technische Unabhängigkeit.
Wiederverwendbarer Code
Code, der in überschaubare, klar definierte Komponenten zerlegt wurde, ermöglicht es den Teams, seine Funktionalitäten auf vielfältige Weise zu nutzen. Ein für einen bestimmten Zweck erstellter Dienst kann die Grundlage für eine andere Funktionalität sein. Auf diese Weise können Programmierer einer Anwendung neue Funktionen hinzufügen, ohne mit ihrem Code bei Null anfangen zu müssen. Die Alternative wäre, ähnlichen Code wiederholt zu schreiben, was für die Entwickler redundant und frustrierend ist.
Ausfallsicherheit
In einem komplizierten Softwareprogramm sind bestimmte Fehler und Irrtümer vorprogrammiert. Es ist ineffizient, wenn das gesamte System wegen eines Fehlers in einer Einheit abgeschaltet werden muss. Die Widerstandsfähigkeit eines Programms gegenüber Fehlern wird durch die Autonomie der Dienste erhöht. Eine monolithische Architektur ermöglicht es, dass der Ausfall eines Elements das gesamte Programm zum Erliegen bringt. Programme, die Microservices verwenden, reagieren auf einen Totalausfall eines Dienstes, indem sie ihre Fähigkeiten reduzieren, anstatt zusammenzubrechen. Nur das ausgefallene Element muss repariert werden, und die anderen Module können wie gewohnt weiterarbeiten.
Wie fange ich mit einer Microservices-Architektur an?
Wie wir oben gesehen haben, hat die Microservice-Architektur mehrere Vorteile. Sie ist eine gute Wahl, die Sie für Ihr nächstes Projekt in Betracht ziehen sollten. Aber wo fangen Sie an? Eine Grundstruktur, der Sie folgen können, ist, mit einem monolithischen System zu beginnen und später zu einer Microservices-Architektur überzugehen. Sie können Ihre Mitarbeiter in Teams aufteilen und strukturieren und ihnen Arbeit zuweisen.
Es wäre hilfreich, wenn Sie beim Start mit Microservices an eine funktionale Designstruktur denken würden. Außerdem ist es wichtig, die einzelnen Komponenten unabhängig voneinander bereitzustellen und zu hosten. Versuchen Sie, dienstespezifische Datenverwaltungsoptionen zu wählen. Es ist auch hilfreich, die beste Technologie zu verwenden, die Sie finden können, und den Betrieb zu zentralisieren.
Beispiele für Microservices
Viele bekannte Technologieunternehmen setzen Microservices für verschiedene Zwecke ein, z. B. zur Vereinfachung ihrer Architektur, zur Beschleunigung der Softwareentwicklung und zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit und Aktualisierbarkeit ihrer Systeme. Die Entwicklung von Techniken zur Automatisierung der Infrastruktur hat ebenfalls zur weiten Verbreitung dieser Architektur beigetragen. Hier sind einige Marktführer, die die Microservice-Architektur in ihren Systemen einsetzen:
Amazon
Die kommerzielle Website von Amazon war zu Beginn ein Monolith mit komplizierten Verbindungen zwischen und unter den vielschichtigen Operationen. Dies erforderte eine sorgfältige Softwareentwicklung, wenn eine Aktualisierung oder Skalierbarkeitsaufgabe durchgeführt werden musste, um sicherzustellen, dass nichts schief ging. Diese Strategie war zu jener Zeit üblich. Die monolithische Architektur wurde sogar für die Entwicklung großer technischer Initiativen von Großunternehmen verwendet.
Als jedoch die Benutzerbasis von Amazon wuchs, wurden zusätzliche Mitarbeiter eingestellt, was zu einer größeren Code-Basis führte. Infolgedessen wurde es schwieriger, die Architektur zu ändern, was die Verarbeitungskosten erhöhte und den Lebenszyklus der Entwicklung verlängerte.
Um diese Probleme zu lösen, hat Amazon seine großen, monolithischen Systeme in kleinere, autonome Unternehmensanwendungen aufgeteilt. Die Entwickler untersuchten den Quellcode in den ersten Phasen und isolierten Codeabschnitte, die einen einzigen Zweck erfüllten. Die Einheiten wurden dann in eine Webservice-Schicht eingeschlossen, nachdem diese fertiggestellt war. So wurden beispielsweise verschiedene Module für unterschiedliche Schaltflächen und Rechner erstellt. Gegenwärtig entwickelt und vertreibt Amazon Produkte wie AWS und Apollo, wodurch es für andere Unternehmen einfacher wird, Microservices zu übernehmen.
Netflix
Netflix ist, ähnlich wie Amazon, ein Vorreiter in der Microservices-Architektur. Als der Streaming-Gigant mit mehreren Skalierungsproblemen und Serviceunterbrechungen konfrontiert wurde, begann 2008 seine Verlagerung.
Als ein Datenverwaltungssystem von Netflix abstürzte und die DVD-Lieferungen an die Abonnenten drei Tage lang blockierte, erkannte das Unternehmen, dass es an der Zeit war, zu Microservices zu wechseln. Netflix wählte Amazon Web Services (AWS) als Cloud-Anbieter aus, um seine Cloud-Migrationsziele zu erreichen.
2009 begann Netflix mit der Umwandlung seiner monolithischen Architektur, eine Funktion nach der anderen, in eine Microservices-Architektur. Zunächst wurde die nicht benutzerseitige Skriptplattform für Filme auf die AWS Cloud umgestellt, wobei eine eigenständige Microservices-Architektur zum Einsatz kam. Kurz darauf begann das Unternehmen mit der Umstellung seiner Kundensysteme auf Microservices und schloss den Prozess 2012 ab.
Uber
Aufgrund von Expansionshindernissen beschloss auch Uber, aus seiner monolithischen Struktur auszubrechen, ähnlich wie Amazon und Netflix. Das Ride-Sharing-Netzwerk stieß auf Schwierigkeiten bei der Kombination seiner schnell expandierenden internationalen Aktivitäten sowie auf Ineffizienzen bei der Entwicklung und Einführung neuer Dienste. Die komplizierte Anwendungsstruktur führte dazu, dass selbst grundlegende System-Upgrades und -Anpassungen hochqualifizierte Programmierer erforderten.
Um die damit verbundenen Probleme zu lösen, teilte Uber seine monolithische Anwendung in eine Microservices-Architektur auf, die von der Cloud unterstützt wird. Spezifische Microservices für den Betrieb des Unternehmens, z. B. für die Verwaltung von Reisedaten und die Kundenverwaltung, folgten bald.
Sind Microservices die Zukunft?
Die Microservices-Architektur ist ein starkes Konzept mit erheblichen Vorteilen für die Entwicklung und den Einsatz von Unternehmenssystemen. Mehrere Programmierer und Unternehmen haben Strategien entwickelt, um API-Gateways zu nutzen, die als Microservices kategorisiert werden können, ohne dass sie jemals den Namen angenommen oder ihr Verhalten als SOA identifiziert haben.
Einige Technologie-Stacks versuchen, die Probleme zu lösen, die die Microservices-Architektur zu beheben versucht, wie z. B. UDDI. Sie sind jedoch kompliziert zu implementieren und werden im Allgemeinen nicht in neueren Systemen verwendet. In Anbetracht der wachsenden Komplexität und des Kommunikationsbedarfs von SaaS-Programmen, Wearable Technology und dem Internet der Dinge ist es offensichtlich, dass die Microservices-Architektur eine vielversprechende Zukunft hat.
Ein Problem von Microservices besteht darin, dass jede Einheit mit der Zeit immer abhängiger wird. API-Gateways und Service Discovery sind in dieser Situation sehr nützlich. Der Aufbau eines API-Gateways ermöglicht es allen Benutzern, über einen einzigen Punkt einzutreten, so dass API-Gateways verschiedene Kunden-APIs anbieten können. Das API-Gateway kann zusätzlich Sicherheitsmaßnahmen anwenden, wie z. B. die Bestätigung der Berechtigung des Kunden zur Übermittlung der Anfrage.
Wie kann AppMaster helfen?
Wie wir bereits erwähnt haben, definiert die No-Code-Entwicklung die Art und Weise, wie Entwickler an die Programmierung herangehen, völlig neu. Es hat es normalen Menschen ermöglicht, ihre Ideen in Softwareprodukte zu verwandeln, auch ohne verschiedene Programmiersprachen oder Erfahrung. Die Weiterentwicklung vieler nützlicher No-Code-Plattformen und -Tools hat diesen Prozess ebenfalls vereinfacht.
AppMaster ist eine solche Plattform, auf der Sie Ihre Produkte von Grund auf neu erstellenkönnen, sogar ohne Programmierkenntnisse! Sie können Code für alle Arten von Anwendungen erstellen und müssen sich nicht darum kümmern, ein ganzes Team von Entwicklern einzustellen. Dies ist ein weitaus einfacheres und weniger kostspieliges Verfahren. Sie brauchen sich keine Gedanken über die Eigentumsrechte an dem von Ihnen erstellten Code zu machen, da er nur Ihnen gehört.
Als moderner Architekturstil ist die Microservices-Architektur ein sehr guter und stabiler Architekturstil für die Entwicklung komplexer Anwendungen und Projekte. Die Plattform von AppMaster ist auf dem Prinzip von Microservice-Backends und Microservice-Fronts aufgebaut. Alles skaliert dynamisch, dank des Architekturstils. Das bedeutet, dass eine automatische Skalierung möglich ist, wenn wir eine erhöhte Last auf eine Komponente haben. Dies ist der Trennung aller Komponenten in der Microservice-Architektur zu verdanken.
Anstatt das gesamte Produkt skalieren zu müssen, was unnötige Ressourcen verbrauchen kann, können wir jetzt nur eine Komponente skalieren, die eine bestimmte erforderliche Aufgabe ausführt. Außerdem bieten wir unseren Kunden Microservice-Backends mit Hilfe eines Designers über unsere Plattform an. Sie können viele Backend-Microservices nur mit unserer Plattform erstellen.
Fazit
Wenn Sie völlig neu im System der Microservices-Architektur sind, ist es besser, klein anzufangen. Beginnen Sie Ihr Projekt mit ein oder zwei Komponenten oder Modulen. Mit der Zeit und Erfahrung können Sie es langsam erweitern. Dieser Prozess ist etwas einfacher, wenn Sie bereits über ein monolithisches Basissystem verfügen.
Wir haben gesehen, was eine Microservice-Architektur ist und welche zahlreichen Vorteile sie bietet. Moderne Anwendungen können nicht mit einem monolithischen Architekturstil arbeiten, ohne dass es irgendwann zu Problemen kommt. Obwohl die Microservice-Architektur einige Komplikationen aufweist, ist sie eine weitaus bessere Wahl als ihr Gegenstück. Die Microservice-Architektur ermöglicht es, Softwareanwendungen zu skalieren und innovativer zu gestalten.
