ソフトウェア業界は過去 10 年間で急速な変革を経験し、企業は迅速な革新と競争力の維持のために最新のソフトウェア開発アプローチをますます採用しています。ソフトウェア アーキテクチャの最も重要なパラダイム シフトの 1 つは、モノリシック システムからマイクロサービスへの移行です。モノリシック アーキテクチャはアプリケーションのコンポーネントを 1 つのユニットとして結合しますが、マイクロサービス アーキテクチャはアプリケーションをより小さな独立したサービスに分割し、それぞれが特定のビジネス機能を提供します。
マイクロサービスによって提供されるモジュラー アプローチにより、ソフトウェア開発プロセスの俊敏性、拡張性、保守性が向上します。しかし、従来のモノリシック システムからマイクロサービスへの移行は決して簡単ではありません。ドメインの理解とモデル化から、モノリス、データ管理、通信、インフラストラクチャ管理の分解に至るまで、数多くの課題を克服する必要があります。この記事では、モノリシック アーキテクチャからマイクロサービス アーキテクチャに移行する際に企業が直面する主な課題について説明し、これらの障害を効果的に克服するための実用的なアドバイスを提供します。
課題 1: ドメインの理解とモデル化
マイクロサービス アーキテクチャを適切に実装するには、ビジネス ドメインとそのさまざまなコンポーネントを適切に理解することが重要です。各マイクロサービスは特定のビジネス サブドメインに対応し、明確に定義された境界を遵守する必要があります。残念ながら、多くの組織はドメインを正しくモデル化することの重要性を認識できていないため、サービス境界が不十分になり、移行に悪影響を及ぼす可能性があります。この課題に対処するには、組織はドメイン駆動設計 (DDD)原則を採用して、アプリケーション ドメインを効果的にモデル化する必要があります。
DDD は、エンティティ、値オブジェクト、集計などのドメインの主要な側面に焦点を当て、ソフトウェア開発の戦略的および戦術的な設計パターンを特定します。ドメインを効果的に理解してモデル化することで、マイクロサービス アーキテクチャのより明確な青写真を作成し、論理的なサービス境界を確立できます。
移行中に、ワークショップに時間と労力を費やしてドメインの専門家、開発者、関係者から意見を得ることが非常に貴重であることがわかります。これらのワークショップは、ユビキタス言語の作成、境界付けられたコンテキストの特定、さまざまなサブドメインの相互関係の決定に役立ちます。さらに、ドメインの徹底的な理解とチームメンバー間の強力なコラボレーションによって、明確に定義されたマイクロサービス アーキテクチャへの道が開かれます。
課題 2: モノリスの分解
分解は、モノリシック アプリケーションからマイクロサービス ベースのアーキテクチャに移行するために不可欠です。これは、モノリシック アプリケーションを、特定のビジネス機能に焦点を当てた、より小さく管理しやすい独立したサービスに分割することを指します。それでも、モノリスを分解すると、各マイクロサービスの適切なサイズと範囲を決定するなどの課題が生じます。
この課題に対処する 1 つのアプローチは、サービス境界を特定するときに単一責任原則 (SRP) を適用することです。 SRP では、クラスまたはモジュールを変更する理由は 1 つだけである必要があると述べています。この原則をマイクロサービスに適用すると、各サービスが単一のビジネス機能を担当し、他のサービスの変更から分離される必要があることを意味します。 SRP に従うことで、マイクロサービスが疎結合で高度な凝集性を維持できるようになり、システムの保守性が向上します。
分解中に考慮すべきもう 1 つの重要な側面は、新しく形成されたマイクロサービス間の通信です。 RESTful API、メッセージ キュー、gRPC の使用など、サービス間通信の明確なパターンを確立する必要があります。サービス間の密な結合を回避し、コントラクトベースのインターフェイスを提供して、マイクロサービス間のスムーズな通信を確保します。
複数のサービスが必要とする可能性のある共通の機能と共有ライブラリを特定することが重要です。共有ライブラリを確立すると、コードの重複を防ぎ、サービス間の一貫性を維持できます。ただし、サービス間に不必要な依存関係を導入しないように注意してください。これは、マイクロサービスの分離された性質の利点を妨げる可能性があります。
モノリスの分解は、マイクロサービス アーキテクチャへの移行において複雑ではありますが、重要なステップです。慎重に計画し、サービス境界を考慮し、サービス間通信を組織することで、よりスムーズな移行が保証されます。
課題 3: データ管理の問題への対処
モノリシック アーキテクチャからマイクロサービス アーキテクチャへの移行で最も困難な側面の 1 つは、データ管理の問題に効果的に対処することです。モノリシック アーキテクチャでは、通常、アプリケーション全体がそのすべてのコンポーネントに対して単一のデータベースを共有します。ただし、マイクロサービス アーキテクチャは分散データ管理を促進するため、各マイクロサービスには独立したデータ ストレージが必要です。
これにより、次のような一連の課題が生じます。
データのパーティショニング
モノリシック アプリケーションのデータを独立したマイクロサービスに適した、より小さく管理しやすいチャンクに分割するには、データの一貫性と整合性を維持するための詳細な分析、ドメイン境界の理解、および慎重な設計上の決定が必要です。
データの一貫性
さまざまなマイクロサービスのデータ ストア間で最終的な整合性を確保することは、特に分散トランザクションを扱う場合には複雑になる可能性があります。開発者は、サービス間の密結合を回避しながら一貫性を維持するために、イベント駆動型アーキテクチャや Saga パターンなどの戦略を実装する必要があります。
分散トランザクション
マイクロサービス アーキテクチャでは、トランザクションを処理する責任がさまざまなサービスに分散されます。分散トランザクションの管理は、ACID プロパティを単一のデータベースで簡単に適用できるモノリシック システムよりも複雑になります。したがって、開発者は、複数のサービスにわたるトランザクションを調整するために、Saga パターンや 2 フェーズ コミット プロトコルなどのパターンを採用する必要があります。
これらのデータ管理の課題を克服するには、企業はデータ モデリングとデータベース設計技術に投資し、マイクロサービス アーキテクチャでのデータ管理を簡素化するツールを利用する必要があります。たとえば、 AppMasterのno-codeプラットフォームにより、開発者はビジュアルBP デザイナーでデータの管理とビジネス ロジックの作成が容易になり、データの分割と一貫性が向上します。
課題 4: コミュニケーションと統合の確保
モノリシック アーキテクチャから移行する場合、マイクロサービス間の効果的な通信と統合を確保することも克服すべきハードルです。モノリシック システムでは、コンポーネントは関数またはメソッド呼び出しを通じて内部通信します。対照的に、マイクロサービスはAPIとネットワーク プロトコルを介して相互に通信します。マイクロサービスに関しては、開発者はネットワーク通信に伴う遅延、セキュリティ、信頼性などの懸念に対処する必要があります。
マイクロサービス アーキテクチャでのスムーズな通信と統合を確保するための戦略には、次のものが含まれます。
- API の設計とドキュメント: マイクロサービスが効果的に対話するには、十分にドキュメント化された API が不可欠です。開発者は、API の設計と文書化、および明確な API テストとバージョン管理の実践に多大な時間を費やす必要があります。
- サービスのオーケストレーションとコレオグラフィー: 依存関係と通信の複雑さを軽減し、マイクロサービス間の疎結合を促進するために、サービスをオーケストレーションまたはコレオグラフィーする必要があります。オーケストレーションはサービス バスなどの中央コンポーネントを介して実現できますが、コレオグラフィーにはイベントやメッセージを通じてサービスが互いに独立して調整することが含まれます。
- 非同期通信: メッセージ キューやイベント駆動型アーキテクチャなどの非同期通信パターンを採用すると、マイクロサービスの復元力、スケーラビリティ、応答性を強化できます。これにより、1 つのコンポーネントが利用できなくなった場合でもサービスは動作し続けることができ、システムへの影響を最小限に抑えることができます。
AppMasterのノーコードプラットフォームのようなツールは、自動 API ドキュメント生成、ビジネス ロジックの BP デザイナー、および迅速なテストを提供しながら、通信と統合の課題を軽減するのに役立ち、マイクロサービスへの移行をよりスムーズかつ効率的にします。
課題 5: 導入とインフラストラクチャの管理
マイクロサービス アーキテクチャのインフラストラクチャの導入と管理にも、重大な課題が生じる可能性があります。モノリシック アプリケーションとは異なり、マイクロサービスでは各サービスを個別にデプロイして実行する必要があるため、インフラストラクチャ管理、リソース割り当て、バージョン管理が複雑になります。
導入およびインフラストラクチャ管理に関する一般的な問題には、次のようなものがあります。
- スケーリングとリソース割り当て: 多くの独立したサービスでは、リソースを割り当て、各サービスのスケーリングを効率的に管理する必要があります。これには、各サービスのパフォーマンスとリソースの使用状況を監視し、需要に基づいてリソースを動的に調整することが含まれます。
- バージョン管理と下位互換性: マイクロサービスは個別に開発およびデプロイされるため、下位互換性の確保とすべてのサービスにわたるバージョン管理の処理が重要になります。開発者は、明確なバージョン管理と API 互換性ポリシーを定義し、開発チーム全体に伝達する必要があります。
- 監視、ロギング、およびトレース: マイクロサービスの分散的な性質により、問題のトラブルシューティングを行い、パフォーマンスを最適化するには、統合された監視、ロギング、およびトレースのメカニズムを備えることが重要です。一元化されたロギングおよび可観測性ツールは、システム全体の包括的なビューを維持するのに役立ちます。
これらの課題に取り組むために、企業は、マイクロサービスのパッケージ化とオーケストレーションのためにDockerやKubernetes などのコンテナ化ツールに投資し、可観測性を向上させるために監視およびロギング ソリューションを実装する必要があります。 AppMasterを使用すると、ソース コードの生成、アプリケーションのコンパイル、およびデプロイが合理的な方法で行われるため、デプロイメントとインフラストラクチャ管理のプロセスも簡素化できます。
結論
モノリシック アーキテクチャからマイクロサービス アーキテクチャに移行すると、俊敏性、拡張性、保守性、柔軟性の点で多くのメリットが得られます。それでも、この移行の課題を認識し、それらを克服するために戦略的に計画を立てることが重要です。企業は、ドメインの理解とモデリング、モノリスの分解、データ管理の問題への対処、効率的な通信と統合の確保、展開とインフラストラクチャの管理に重点を置くことで、マイクロサービス アーキテクチャをうまく導入し、その利点を活用することができます。
AppMasterのようなno-codeプラットフォームを組み込むと、アプリケーション開発プロセスを簡素化する包括的な統合開発環境が提供され、この移行をさらに支援できます。 AppMasterなどのプラットフォームを使用することで、組織はアプリケーションのソース コードを生成し、テストを実行し、アプリケーションをコンテナにパックして、すべてをより効率的にクラウドにデプロイできます。これは移行プロセスに役立ち、アプリケーション開発をスピードアップし、潜在的な技術的負債を軽減します。
モノリシック アーキテクチャからマイクロサービス アーキテクチャへの移行は複雑ですが、やりがいのあるプロセスです。移行に向けて徹底的に準備し、必要なツールと戦略を採用することで、企業はマイクロサービスの利点を最大限に活用し、ソフトウェア開発を合理化し、今日の競争の激しい市場で優位に立つことができます。
