Lo sviluppo del software ha fatto molta strada rispetto a qualche anno fa. Oggi sono disponibili frammenti di codice e framework già pronti che semplificano la vita degli sviluppatori. A questo si aggiungono le piattaforme no-code che rendono lo sviluppo di applicazioni software ancora più semplice e veloce. Lungo questo percorso, abbiamo visto alcuni modelli e architetture che hanno reso possibile questa ottimizzazione.
Molti progetti che utilizzano i microservizi ne hanno visto i benefici. Non esiste una definizione precisa di architettura a microservizi, ma ci sono alcuni aspetti comuni a tutti i progetti che la utilizzano. Grazie alle innovazioni che si stanno diffondendo nella fornitura scalabile, nella progettazione guidata dal dominio e nell'automazione dell'infrastruttura, i microservizi stanno diventando sempre più popolari. Diamo uno sguardo all'architettura a microservizi e a ciò che l'ha preceduta.
Cosa sono i microservizi?
Lo stile architettonico a microservizi è un approccio unico alla creazione di prodotti software. Il suo scopo è quello di concentrarsi sulla creazione di unità a funzione singola con connessioni e azioni chiare. Ognuno di questi moduli è responsabile di una determinata funzione e può interagire con altri sistemi software tramite semplici gateway API per risolvere funzionalità e problemi aziendali più complessi.
Poiché sempre più aziende hanno iniziato ad adottare metodologie come il modello agile, i microservizi sono diventati molto diffusi. Questo stile architettonico presenta molti vantaggi ed è utilizzato da marchi famosi come Netflix, Amazon, PayPal e molti altri. I sistemi software possono essere ampliati più rapidamente grazie alle architetture a microservizi. Ciò è dovuto principalmente alla riduzione del tempo necessario per aggiungere nuove funzionalità all'applicazione.
Fonte: learn.microsoft.com
Questo stile architettonico è stato creato tenendo conto delle funzionalità aziendali e può essere distribuito separatamente utilizzando strumenti di distribuzione completamente automatizzati. Questi servizi, che possono essere programmati in diversi linguaggi di programmazione e utilizzare vari metodi di archiviazione dei dati, sono gestiti in minima parte a livello centrale. L'uso di gateway API può semplificare anche molti processi.
Spesso si confonde lo stile architettonico dei microservizi con l'architettura orientata ai servizi. L'architettura a microservizi è molto vicina a quella che alcuni sostenitori di SOA hanno favorito. Sebbene alcuni sostenitori dei microservizi rifiutino il nome SOA, altri vedono i microservizi come un'architettura orientata ai servizi.
Architettura monolitica
Nell'architettura monolitica tutte le attività sono strettamente connesse e operano come una piattaforma unificata. Ciò implica che l'intera architettura monolitica deve essere ampliata se un componente del programma subisce un aumento della domanda. Quando la base di codice di un'applicazione monolitica si espande, l'aggiunta di nuove funzionalità o l'aggiornamento di quelle esistenti diventano più impegnativi. Questa complicazione limita l'innovazione e rende difficile l'implementazione di nuovi concetti. Poiché includono molte operazioni interdipendenti e strettamente collegate, i progetti monolitici presentano un rischio maggiore nel caso in cui un singolo componente commetta errori.
In un'architettura a microservizi, ogni processo applicativo viene eseguito come servizio da componenti separati. Ogni servizio ha una funzione particolare ed è progettato tenendo conto delle capacità aziendali. Ogni componente può essere aggiornato, lanciato ed espanso per soddisfare la domanda di particolari funzionalità del programma, perché sono gestiti separatamente.
Caratteristiche principali dei microservizi
Ecco alcune delle principali caratteristiche dell'architettura a microservizi:
Elementi multipli
L'architettura a microservizi può essere suddivisa in diverse operazioni separate di componenti. Ciò consente di distribuire, modificare e ridistribuire i servizi in modo separato, senza mettere a rischio la struttura del sistema. Piuttosto che ridistribuire applicazioni complete, in questo modo si dovrebbe modificare solo un servizio specifico. Tuttavia, questa strategia presenta degli svantaggi, come le costose chiamate remote anziché quelle in-process e le maggiori complicazioni nella distribuzione dei compiti tra gli elementi.
Progettato per le aziende
In genere, l'architettura a microservizi è strutturata in base agli obiettivi e alle capacità dell'azienda. L'architettura a microservizi si avvale di gruppi interfunzionali, in cui i vari team di sviluppo hanno un focus particolare, al contrario di una strategia di crescita monolitica convenzionale. Ogni gruppo produce prodotti particolari basati su servizi unici che comunicano attraverso un bus di messaggistica.
Facile instradamento
Analogamente al sistema tradizionale UNIX, i microservizi ricevono le richieste, le analizzano e quindi producono una risposta. Molti altri stack tecnologici, tra cui gli Enterprise Service Bus, funzionano in modo inverso. Le soluzioni high-tech sono utilizzate per la sequenza dei messaggi, l'instradamento e l'implementazione dei vincoli aziendali. I microservizi contengono pipe che trasportano i flussi di archiviazione dei dati ed endpoint intelligenti che valutano la gestione dei dati e impiegano la logica.
Decentrato
Le tecniche tradizionali di governance centralizzata potrebbero essere migliori perché i microservizi comprendono una diversità di sistemi. La governance decentralizzata è favorita dall'ecosistema dei microservizi, in modo che i suoi creatori possano fornire strumenti che altri possano utilizzare per affrontare gli stessi problemi. L'architettura a microservizi incoraggia i sistemi informativi decentralizzati. Nei sistemi monolitici, le varie applicazioni aziendali condividono un unico archivio logico di dati. Allo stesso tempo, in un sistema a microservizi ogni servizio mantiene la propria gestione dei dati.
Resilienza ai guasti
L'architettura a microservizi è fatta per gestire i guasti. È abbastanza probabile che un servizio si rompa perché molti servizi diversi interagiscono tra loro. In questi casi, l'utente dovrebbe uscire dal sistema con cautela, consentendo ai servizi vicini di continuare a funzionare. La gestione dei microservizi, tuttavia, aiuta a ridurre le possibilità di malfunzionamento. Questo requisito rende i microservizi più difficili rispetto ai progetti monolitici.
Evolutiva
L'architettura a microservizi è una struttura evolutiva ed è adatta alle reti evolutive. In questi sistemi, è impossibile prevedere completamente quali macchine contatteranno il programma in futuro. Molti programmi iniziano con un progetto monolitico orientato al dominio, ma possono essere gradualmente modificati in microservizi che comunicano su un'architettura monolitica precedente utilizzando gateway API quando emergono nuove esigenze.
Vantaggi dei microservizi
La struttura a componenti separati dell'architettura a microservizi presenta molti vantaggi. Ognuna delle caratteristiche che abbiamo menzionato sopra contribuisce a questo. Molti dei prodotti software realizzati oggi si basano sull'automazione dell'infrastruttura e i microservizi possono essere d'aiuto in questo senso. Alcuni dei vantaggi dell'architettura a microservizi che dovreste conoscere sono:
Agilità
Gruppi più piccoli e autonomi che si assumono la responsabilità delle proprie operazioni possono essere organizzati attraverso l'uso di microservizi di agilità. I dipendenti possono lavorare in modo più autonomo ed efficiente all'interno di un contesto definito e limitato. Non devono preoccuparsi dell'efficienza e del funzionamento degli altri team e componenti di sviluppo. I tempi del ciclo di sviluppo si riducono. Questo può aumentare la produttività complessiva dell'azienda.
Scalabilità adattabile
Grazie ai microservizi, ogni operazione può espandersi autonomamente per soddisfare i requisiti del software che supporta. In questo modo i team di sviluppo possono scalare in modo appropriato i requisiti di automazione dell'infrastruttura, calcolare il costo di una funzione e garantire la disponibilità del servizio in caso di aumento della domanda. È più probabile che le aziende abbiano bisogno di espandere una determinata unità del prodotto piuttosto che l'intero prodotto. L'architettura a microservizi semplifica notevolmente questo processo.
Distribuzione semplice
L'integrazione tra business e deployment è resa possibile dai microservizi, che rendono semplice testare nuovi concetti e ridimensionarli se qualcosa non va bene. Il basso prezzo del fallimento incoraggia l'innovazione e facilita gli aggiornamenti del codice. Solo con nuove idee si può essere all'avanguardia rispetto alla concorrenza, e l'architettura a microservizi lo rende più facile.
Indipendenza tecnica
L'architettura a microservizi non aderisce alla filosofia dell'uno per tutti. I team possono scegliere la soluzione ideale per risolvere i loro problemi specifici. Lo stesso modello o strumento può funzionare solo per alcuni dei componenti e, in base alle loro esigenze, possono scegliere quelli che desiderano. In questo modo, ogni modulo e, a sua volta, ogni team che ci lavora è indipendente dal punto di vista tecnico.
Codice riutilizzabile
Il codice suddiviso in componenti gestibili e ben definiti consente ai team di utilizzarne le funzionalità in vari modi. Un servizio creato per uno scopo specifico può essere la base per un'altra funzionalità. Di conseguenza, i programmatori possono aggiungere nuove funzionalità a un'applicazione senza dover ricominciare da zero con il loro codice. L'alternativa sarebbe scrivere ripetutamente codice simile, il che è ridondante e frustrante per gli sviluppatori.
Resilienza
In un programma software complicato è inevitabile che si verifichino alcuni errori e sbagli. È inefficiente se l'intero sistema deve essere chiuso a causa di un errore in un'unità. La resilienza di un programma ai guasti aumenta grazie all'autonomia del servizio. Un'architettura monolitica fa sì che il guasto di un elemento possa far crollare l'intero programma. I programmi che utilizzano i microservizi rispondono a un guasto totale del servizio riducendo la capacità piuttosto che collassando. Solo l'elemento in avaria deve essere riparato, mentre gli altri moduli possono continuare a funzionare come sempre.
Come si inizia con un'architettura a microservizi?
Come abbiamo visto sopra, l'architettura a microservizi presenta diversi vantaggi. È una buona scelta da prendere in considerazione per il vostro prossimo progetto. Ma da dove si comincia? Una struttura di base che si può seguire è quella di iniziare con un sistema monolitico e passare successivamente a un'architettura a microservizi. Potete dividere e strutturare i vostri dipendenti in team e assegnare loro il lavoro.
Sarebbe utile ricordarsi di avere una struttura di progettazione funzionale quando si inizia con i microservizi. È anche importante distribuire e ospitare i componenti separati in modo indipendente. Cercate di scegliere opzioni di gestione dei dati che siano specifiche per il servizio. È inoltre utile adottare la migliore tecnologia possibile e centralizzare le operazioni.
Esempi di microservizi
Molte importanti aziende tecnologiche utilizzano i microservizi per vari scopi, tra cui la semplificazione dell'architettura, l'accelerazione dello sviluppo del software e il miglioramento della reattività e della capacità di aggiornamento dei sistemi. Anche lo sviluppo di tecniche di automazione dell'infrastruttura ha contribuito all'adozione diffusa di questa architettura. Ecco alcuni leader di mercato che impiegano l'architettura a microservizi nei loro sistemi:
Amazon
All'inizio il sito web commerciale di Amazon era un monolite con collegamenti intricati tra le sue operazioni a più livelli. Ciò richiedeva un attento sviluppo del software ogni volta che era necessario eseguire un aggiornamento o un'attività di scalabilità per garantire che nulla andasse storto. Questa strategia era comune all'epoca. L'architettura monolitica veniva utilizzata per sviluppare anche iniziative tecnologiche su larga scala portate avanti da grandi aziende.
Ma quando la base di utenti di Amazon è cresciuta, sono state assunte altre persone per lavorarci, il che ha comportato una base di codice più ampia. Di conseguenza, l'architettura è diventata più difficile da modificare, aumentando i costi di elaborazione e allungando il ciclo di vita dello sviluppo.
Per risolvere questi problemi, Amazon ha suddiviso i suoi grandi sistemi monolitici in applicazioni aziendali più piccole e autonome. Nelle prime fasi, gli sviluppatori hanno esaminato il codice sorgente e isolato sezioni di codice che svolgevano un unico scopo. Al termine, le unità sono state racchiuse in un livello di servizio web. Ad esempio, sono stati creati moduli diversi per i vari pulsanti e calcolatori. Attualmente Amazon sviluppa e distribuisce prodotti come AWS e Apollo, rendendo più semplice l'adozione dei microservizi da parte di altre aziende.
Netflix
Netflix è un precursore nel settore dell'architettura a microservizi, proprio come Amazon. Quando il gigante dello streaming ha incontrato diversi problemi di scalabilità e interruzioni del servizio, il suo trasferimento è iniziato nel 2008.
Quando un sistema di gestione dei dati di Netflix si è bloccato, bloccando le spedizioni di DVD agli abbonati per tre giorni, l'azienda ha capito che era giunto il momento di passare ai microservizi. Netflix ha scelto Amazon Web Services (AWS) come fornitore di cloud per realizzare i suoi obiettivi di migrazione al cloud.
Nel 2009, Netflix ha iniziato a convertire la sua architettura monolitica, una funzione alla volta, in un'architettura a microservizi. Ha iniziato convertendo la sua piattaforma di scripting dei film non rivolta all'utente per eseguirla sul cloud AWS utilizzando un'architettura a microservizi unica. Poco dopo ha iniziato a migrare i suoi sistemi consumer verso i microservizi, concludendo il processo nel 2012.
Uber
A causa delle barriere all'espansione, anche Uber ha deciso di uscire dalla sua struttura monolitica, simile a quella di Amazon e Netflix. La rete di ride-sharing ha incontrato difficoltà nel combinare le sue operazioni internazionali in rapida espansione, nonché inefficienze nella creazione e nell'introduzione di nuovi servizi. A causa della complicata struttura dell'applicazione, anche gli aggiornamenti e le modifiche di base del sistema richiedevano programmatori altamente qualificati.
Uber ha suddiviso la sua applicazione monolitica in un'architettura a microservizi alimentata dal cloud per risolvere i problemi che ne derivavano. Seguirono presto microservizi specifici per le operazioni aziendali, come la gestione dei dati di viaggio e la gestione dei clienti.
I microservizi sono il futuro
L'architettura a microservizi è un concetto forte con vantaggi significativi per lo sviluppo e la distribuzione di sistemi aziendali. Diversi programmatori e aziende hanno utilizzato strategie per sfruttare gateway API che possono essere classificati come microservizi, senza mai adottare il moniker o addirittura identificando il loro comportamento come SOA.
Alcuni stack tecnologici cercano di risolvere i problemi che l'architettura a microservizi cerca di risolvere, come UDDI. Tuttavia, sono complicati da implementare e non sono generalmente utilizzati nei sistemi più recenti. Considerando la crescente complessità e le esigenze di comunicazione dei programmi SaaS, della tecnologia indossabile e dell'Internet delle cose, è evidente che l'architettura a microservizi ha un futuro promettente.
Un problema che i microservizi devono affrontare è che ogni unità diventa sempre più codipendente nel tempo. I gateway API, così come il service discovery, sono molto utili in questa situazione. La creazione di un gateway API consente a tutti gli utenti di accedere attraverso un unico punto, in modo che i gateway API possano offrire diverse API ai clienti. Il gateway API può inoltre adottare misure di sicurezza, come la conferma dell'autorizzazione del cliente a inviare la richiesta.
Come può aiutare AppMaster?
Come abbiamo già detto, lo sviluppo no-code sta ridefinendo il modo in cui gli sviluppatori si approcciano alla codifica. Ha reso possibile a persone normali di trasformare le proprie idee in prodotti software anche senza avere diversi linguaggi di programmazione o esperienza. I progressi di molte piattaforme e strumenti utili per il no-code hanno anche reso più facile questo processo.
AppMaster è una di queste piattaforme in cui è possibile costruire i propri prodotti da zero, anche senza codificare! È possibile creare codice per tutti i tipi di applicazioni senza preoccuparsi di assumere un intero team di sviluppatori. Si tratta di un processo molto più semplice e meno costoso. Non dovete preoccuparvi della proprietà del codice che create, perché apparterrà solo a voi.
Come stile architettonico moderno, l'architettura a microservizi è uno stile architettonico molto valido e stabile per lo sviluppo di applicazioni e progetti complessi. La piattaforma di AppMaster è costruita sul principio dei microservizi backend e microservizi frontali. Tutto si scala dinamicamente, grazie allo stile architettonico. Ciò significa che è possibile scalare automaticamente in caso di aumento del carico su qualche componente. Questo grazie alla separazione di tutti i componenti nell'architettura a microservizi.
Invece di dover scalare l'intero prodotto, che può occupare risorse inutili, ora possiamo scalare solo un componente che eseguirà specificamente un particolare compito richiesto. Inoltre, offriamo ai nostri clienti backend di microservizi con l'aiuto di un designer attraverso la nostra piattaforma. Possono creare molti microservizi di backend utilizzando solo la nostra piattaforma.
Conclusione
Se siete completamente nuovi al sistema dell'architettura a microservizi, è meglio iniziare in piccolo. Iniziate il vostro progetto con uno o due componenti o moduli. Con il tempo e l'esperienza, si può scalare lentamente. Questo processo sarà un po' più facile se avete già un sistema monolitico di base.
Abbiamo visto cos'è l'architettura a microservizi e quali sono i suoi numerosi vantaggi. Le applicazioni moderne non possono funzionare con uno stile architettonico monolitico senza incorrere in problemi. Sebbene l'architettura a microservizi presenti alcune complicazioni, è una scelta di gran lunga migliore rispetto alla sua controparte. L'architettura a microservizi consente alle applicazioni software di scalare e di diventare più innovative.
