W ciągu ostatniej dekady branża oprogramowania doświadczyła szybkiej transformacji, a przedsiębiorstwa w coraz większym stopniu stosują nowoczesne podejścia do tworzenia oprogramowania , aby szybko wprowadzać innowacje i zachować konkurencyjność. Jedną z najważniejszych zmian paradygmatu architektury oprogramowania jest migracja z systemów monolitycznych do mikrousług. Podczas gdy architektura monolityczna łączy komponenty aplikacji w jedną całość, architektura mikrousług dzieli aplikację na mniejsze, niezależne usługi, z których każda obsługuje określoną funkcjonalność biznesową.
Modułowe podejście zapewniane przez mikrousługi zapewnia zwiększoną elastyczność, skalowalność i łatwość konserwacji w procesie tworzenia oprogramowania . Jednak migracja ze starszego systemu monolitycznego do mikrousług nie jest prosta. Wymaga pokonania wielu wyzwań, od zrozumienia i modelowania domeny po rozbicie monolitu, zarządzanie danymi, komunikację i zarządzanie infrastrukturą. W tym artykule omówiono najważniejsze wyzwania stojące przed firmami podczas migracji z architektury monolitycznej do architektury mikrousług oraz przedstawiono praktyczne porady, jak skutecznie pokonać te przeszkody.
Wyzwanie 1: Zrozumienie i modelowanie domeny
Właściwe zrozumienie domeny biznesowej i jej różnych komponentów jest kluczowe, aby pomyślnie wdrożyć architekturę mikrousług. Każda mikrousługa musi odpowiadać konkretnej subdomenie biznesowej i mieścić się w ściśle określonych granicach. Niestety wiele organizacji nie zdaje sobie sprawy ze znaczenia prawidłowego modelowania domeny, co prowadzi do słabych granic usług, co może negatywnie wpłynąć na migrację. Aby sprostać temu wyzwaniu, organizacje powinny przyjąć zasady projektowania opartego na domenie (DDD), aby skutecznie modelować domenę aplikacji.
DDD koncentruje się na kluczowych aspektach domeny, takich jak podmioty, obiekty wartości i agregaty, w celu identyfikacji strategicznych i taktycznych wzorców projektowych dla rozwoju oprogramowania. Dzięki efektywnemu zrozumieniu i modelowaniu domeny można stworzyć jaśniejszy plan architektury mikrousług i ustalić logiczne granice usług.
Podczas migracji inwestowanie czasu i wysiłku w warsztaty w celu uzyskania informacji od ekspertów dziedzinowych, programistów i interesariuszy może okazać się nieocenione. Warsztaty te mogą pomóc w stworzeniu wszechobecnego języka, zidentyfikowaniu ograniczonych kontekstów i określeniu, w jaki sposób różne subdomeny są ze sobą powiązane. Ponadto dokładne zrozumienie domeny i ścisła współpraca między członkami zespołu torują drogę do dobrze zdefiniowanej architektury mikrousług.
Wyzwanie 2: Rozkładanie monolitu
Dekompozycja jest niezbędna do migracji z aplikacji monolitycznej do architektury opartej na mikrousługach. Odnosi się do podziału monolitycznej aplikacji na mniejsze, łatwe w zarządzaniu, niezależne usługi skupione na konkretnych funkcjach biznesowych. Mimo to rozkład monolitu wiąże się z wyzwaniami, takimi jak określenie odpowiedniego rozmiaru i zakresu każdej mikrousługi.
Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest zastosowanie zasady pojedynczej odpowiedzialności (SRP) przy określaniu granic usług. SRP stwierdza, że klasa lub moduł powinna mieć tylko jeden powód do zmiany. Zastosowanie tej zasady do mikrousług oznacza, że każda usługa powinna odpowiadać za jedną funkcję biznesową i powinna być odizolowana od zmian w innych usługach. Przestrzeganie SRP pomaga zapewnić, że mikrousługi pozostaną luźno powiązane i wysoce spójne, co poprawia łatwość konserwacji systemu.
Kolejnym krytycznym aspektem, który należy wziąć pod uwagę podczas dekompozycji, jest komunikacja między nowo utworzonymi mikrousługami. Należy ustalić przejrzysty wzorzec komunikacji między usługami, na przykład przy użyciu interfejsów API RESTful, kolejek komunikatów lub gRPC. Unikaj ścisłego powiązania między usługami i zapewniaj interfejs oparty na kontraktach, aby zapewnić płynną komunikację między mikrousługami.
Identyfikacja wspólnych funkcjonalności i bibliotek współdzielonych, których może wymagać wiele usług, jest niezbędna. Utworzenie biblioteki współdzielonej może pomóc zapobiec powielaniu kodu i zachować spójność między usługami. Należy jednak zachować ostrożność, aby nie wprowadzać niepotrzebnych zależności między usługami, ponieważ może to utrudnić korzystanie z zalet oddzielenia mikrousług.
Rozkładanie monolitu to złożony, ale kluczowy krok w migracji do architektury mikrousług. Staranne planowanie, uwzględnienie granic usług i organizacja komunikacji między służbami zapewniają płynniejsze przejście.
Wyzwanie 3: Rozwiązanie problemów związanych z zarządzaniem danymi
Jednym z najtrudniejszych aspektów przejścia z architektury monolitycznej na architekturę mikrousługową jest skuteczne rozwiązanie problemów związanych z zarządzaniem danymi. W architekturze monolitycznej cała aplikacja zwykle korzysta z jednej bazy danych dla wszystkich swoich komponentów. Jednak architektury mikrousług promują zdecentralizowane zarządzanie danymi, a każda mikrousługa powinna mieć niezależny magazyn danych.
Wiąże się to z szeregiem wyzwań, do których należą:
Partycjonowanie danych
Podział danych monolitycznej aplikacji na mniejsze, łatwe w zarządzaniu fragmenty odpowiednie dla niezależnych mikrousług wymaga dogłębnej analizy, zrozumienia granic domen i ostrożnych decyzji projektowych w celu utrzymania spójności i integralności danych.
Spójność danych
Zapewnienie ostatecznej spójności między magazynami danych różnych mikrousług może stać się skomplikowane, szczególnie w przypadku transakcji rozproszonych. Programiści muszą wdrożyć strategie takie jak architektura sterowana zdarzeniami lub wzorzec Saga, aby zachować spójność, unikając jednocześnie ścisłego powiązania między usługami.
Transakcje rozproszone
W architekturze mikrousług odpowiedzialność za obsługę transakcji jest rozłożona na różne usługi. Zarządzanie transakcjami rozproszonymi staje się bardziej złożone niż systemy monolityczne, w których właściwości ACID można łatwo wymusić w pojedynczej bazie danych. Dlatego programiści powinni przyjąć wzorce, takie jak wzorzec Saga lub protokół zatwierdzania dwufazowego, aby koordynować transakcje w wielu usługach.
Aby pokonać te wyzwania związane z zarządzaniem danymi, firmy powinny inwestować w techniki modelowania danych i projektowania baz danych oraz wykorzystywać narzędzia upraszczające zarządzanie danymi w architekturach mikrousług. Na przykład platforma AppMaster no-code ułatwia programistom zarządzanie danymi i tworzenie logiki biznesowej za pomocą wizualnego projektanta BP , umożliwiając lepsze partycjonowanie i spójność danych.
Wyzwanie 4: Zapewnienie komunikacji i integracji
Zapewnienie skutecznej komunikacji i integracji pomiędzy mikrousługami to kolejna przeszkoda do pokonania podczas migracji z architektury monolitycznej. W systemie monolitycznym komponenty komunikują się wewnętrznie poprzez wywołania funkcji lub metod. Natomiast mikrousługi komunikują się ze sobą za pośrednictwem interfejsów API i protokołów sieciowych. Jeśli chodzi o mikrousługi, programiści muszą zająć się problemami związanymi z komunikacją sieciową, takimi jak opóźnienia, bezpieczeństwo i niezawodność.
Strategie zapewniające płynną komunikację i integrację w architekturze mikrousług obejmują:
- Projektowanie i dokumentacja interfejsu API : dobrze udokumentowane interfejsy API mają kluczowe znaczenie dla skutecznej interakcji mikrousług. Programiści powinni spędzać dużo czasu na projektowaniu i dokumentowaniu interfejsów API oraz stosowaniu jasnych praktyk testowania API i wersjonowania.
- Orkiestracja i choreografia usług : usługi powinny być orkiestrowane lub choreografowane, aby zmniejszyć złożoność zależności i komunikacji, promując luźne powiązanie między mikrousługami. Orkiestrę można osiągnąć za pośrednictwem centralnego elementu, takiego jak autobus usługowy, natomiast choreografia obejmuje usługi niezależnie koordynujące się ze sobą za pośrednictwem wydarzeń lub komunikatów.
- Komunikacja asynchroniczna : przyjęcie wzorców komunikacji asynchronicznej, takich jak kolejki komunikatów lub architektury sterowane zdarzeniami, może pomóc w zwiększeniu odporności, skalowalności i szybkości reakcji mikrousług. W ten sposób usługi mogą nadal działać, nawet jeśli jeden komponent jest niedostępny, minimalizując wpływ na system.
Narzędzia takie jak platforma AppMaster bez kodu mogą pomóc w uproszczeniu wyzwań związanych z komunikacją i integracją, oferując jednocześnie automatyczne generowanie dokumentacji API, projektantów BP do obsługi logiki biznesowej i szybkie testowanie, dzięki czemu przejście na mikrousługi staje się płynniejsze i wydajniejsze.
Wyzwanie 5: Zarządzanie wdrożeniem i infrastrukturą
Wdrażanie infrastruktury o architekturze mikrousług i zarządzanie nią może również wiązać się ze znaczącymi wyzwaniami. W przeciwieństwie do aplikacji monolitycznych, mikrousługi wymagają niezależnego wdrożenia i działania każdej usługi, co wprowadza złożoność w zarządzaniu infrastrukturą, alokacji zasobów i wersjonowaniu.
Niektóre typowe problemy związane z wdrażaniem i zarządzaniem infrastrukturą obejmują:
- Skalowanie i alokacja zasobów : w przypadku wielu niezależnych usług istnieje potrzeba alokacji zasobów i efektywnego zarządzania skalowaniem każdej usługi. Obejmuje to monitorowanie wydajności każdej usługi i wykorzystania zasobów oraz dynamiczne dostosowywanie zasobów w zależności od zapotrzebowania.
- Wersjonowanie i kompatybilność wsteczna : Ponieważ mikrousługi są opracowywane i wdrażane niezależnie, zapewnienie kompatybilności wstecznej i obsługa wersji we wszystkich usługach staje się krytyczna. Programiści muszą zdefiniować jasne zasady dotyczące wersjonowania i kompatybilności API oraz przekazać je całemu zespołowi programistów.
- Monitorowanie, rejestrowanie i śledzenie : ze względu na rozproszony charakter mikrousług ważne jest posiadanie ujednoliconego mechanizmu monitorowania, rejestrowania i śledzenia w celu rozwiązywania problemów i optymalizacji wydajności. Scentralizowane narzędzia do rejestrowania i obserwowania mogą pomóc w utrzymaniu kompleksowego widoku całego systemu.
Aby stawić czoła tym wyzwaniom, firmy powinny inwestować w narzędzia do konteneryzacji, takie jak Docker i Kubernetes , do pakowania i organizowania mikrousług, a także wdrażać rozwiązania do monitorowania i rejestrowania w celu poprawy obserwowalności. Korzystanie z AppMaster może również uprościć proces wdrażania i zarządzania infrastrukturą, ponieważ generuje kod źródłowy, kompiluje aplikacje i wdraża je w usprawniony sposób.
Wniosek
Migracja z architektury monolitycznej do architektury mikrousług może zapewnić liczne korzyści w zakresie elastyczności, skalowalności, łatwości konserwacji i elastyczności. Niemniej jednak niezwykle istotna jest świadomość wyzwań związanych z tą transformacją i strategiczne planowanie ich przezwyciężenia. Firmy mogą z powodzeniem przyjąć architekturę mikrousług i wykorzystać jej zalety, koncentrując się na zrozumieniu i modelowaniu domeny, rozbiciu monolitu, rozwiązywaniu problemów związanych z zarządzaniem danymi, zapewnieniu wydajnej komunikacji i integracji oraz zarządzaniu wdrażaniem i infrastrukturą.
Włączenie platformy no-code takiej jak AppMaster, może dodatkowo pomóc w tym przejściu, zapewniając kompleksowe, zintegrowane środowisko programistyczne, które upraszcza proces tworzenia aplikacji. Korzystając z platformy takiej jak AppMaster, organizacje mogą generować kod źródłowy swoich aplikacji, uruchamiać testy, pakować aplikacje do kontenerów i efektywniej wdrażać wszystko w chmurze. Pomaga to w procesie migracji, przyspiesza rozwój aplikacji i zmniejsza potencjalny dług techniczny.
Migracja z architektury monolitycznej do architektury mikrousług to złożony, ale satysfakcjonujący proces. Dokładnie przygotowując się do przejścia i stosując niezbędne narzędzia i strategie, firmy mogą zmaksymalizować korzyści płynące z mikrousług, usprawnić rozwój oprogramowania i utrzymać przewagę na dzisiejszym konkurencyjnym rynku.
