O desenvolvimento de software percorreu um longo caminho desde onde estava há alguns anos atrás. Hoje em dia, existem trechos de código prontos e frameworks disponíveis que facilitam a vida dos programadores. Isto é agravado por plataformas sem código que tornam o desenvolvimento de aplicações de software ainda mais simples e mais rápido. E ao longo deste caminho, vimos certos modelos de construção e arquitecturas que tornaram possível esta optimização.
Muitos projectos que utilizam microserviços têm visto os seus benefícios. Não existe uma definição precisa para a arquitectura de microserviços, mas existem alguns aspectos comuns a todos os projectos que a empregam. Devido às inovações crescentes na entrega escalável, concepção orientada pelo domínio e automatização de infra-estruturas, os micro-serviços estão a tornar-se cada vez mais populares. Vejamos a arquitectura dos microserviços e o que veio antes dela.
O que são os micro-serviços?
Um estilo arquitectónico dos microserviços é uma abordagem única à criação de produtos de software. O seu objectivo é concentrar-se na criação de unidades monofuncionais com ligações e acções claras. Cada um destes módulos é responsável por uma determinada função e pode interagir com outros sistemas de software através de gateways API simples para resolver capacidades e problemas empresariais mais complicados.
medida que mais e mais empresas começaram a adoptar metodologias como o modelo ágil, os microserviços tornaram-se amplamente utilizados. Este estilo arquitectónico tem muitos benefícios e é utilizado por marcas famosas como Netflix, Amazon, PayPal, e muitas outras. Os sistemas de software podem ser expandidos mais rapidamente graças às arquitecturas de micro-serviços. Isto é principalmente porque reduz o tempo para adicionar novas capacidades à sua aplicação.
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Tal estilo arquitectónico foi criado tendo em mente as capacidades empresariais e pode ser implantado separadamente utilizando equipamento de implantação completamente automatizado. Estes serviços, que poderiam ser programados em diferentes linguagens de programação e utilizar vários métodos de armazenamento de dados, são minimamente geridos de forma centralizada. A utilização de gateways API pode também tornar muitos processos mais simples.
As pessoas confundem frequentemente o estilo arquitectónico dos microserviços com a arquitectura orientada para os serviços. A arquitectura dos microserviços é muito próxima do que alguns apoiantes SOA favoreceram. Embora alguns entusiastas dos micro-serviços rejeitem o moniker SOA, outros vêem os micro-serviços como uma arquitectura orientada para os serviços.
Arquitectura monolítica
Todas as actividades na arquitectura monolítica estão intimamente ligadas e funcionam como uma plataforma unificada. Isto implica que a arquitectura monolítica completa deve ser expandida se um componente do programa sofrer um aumento da procura. À medida que a base de código de uma aplicação monolítica se expande, acrescentar novas funcionalidades ou actualizar as já existentes torna-se mais desafiante. Esta complicação restringe a inovação e torna difícil a implementação de conceitos novos. Porque incluem muitas operações interdependentes e estreitamente ligadas, os designs monolíticos representam um risco maior no caso de um único componente cometer algum erro.
Cada processo de aplicação é executado como um serviço por componentes separados numa arquitectura de microserviços. Cada serviço tem uma função particular e é concebido tendo em mente as capacidades empresariais. Cada componente pode ser actualizado, lançado e expandido para corresponder à procura de funcionalidades de programas específicos, uma vez que são operados separadamente.
Principais características dos micro-serviços
Aqui estão algumas das principais características da arquitectura dos microserviços:
Múltiplos elementos
A arquitectura do microserviço pode ser dividida em várias operações componentes separadas. Isto permite a implementação, modificação e redistribuição de serviços em separado sem pôr em risco a estrutura do sistema. Em vez de redistribuir aplicações completas, só seria necessário modificar um serviço específico desta forma. No entanto, há desvantagens nesta estratégia, tais como chamadas remotas dispendiosas em vez de chamadas em processo e complicações acrescidas na distribuição de tarefas entre os elementos.
Concebido para empresas
Tipicamente, a arquitectura dos microserviços está estruturada sobre os objectivos e capacidades da empresa. A arquitectura dos microserviços utiliza grupos multifuncionais, onde várias equipas de desenvolvimento têm um enfoque particular, em oposição a uma estratégia convencional de crescimento monolítico. Cada grupo produz produtos particulares baseados em serviços únicos que comunicam através de um autocarro de mensagens.
Roteamento fácil
À semelhança do sistema tradicional UNIX, os microserviços recolhem consultas, analisam-nas, e depois produzem uma resposta. Várias outras pilhas de tecnologia, incluindo os Enterprise Service Buses, funcionam em sentido inverso. Soluções de alta tecnologia são utilizadas para sequenciamento de mensagens, encaminhamento e implementação de restrições empresariais. Os microserviços contêm tubos que transportam os fluxos de armazenamento de dados e pontos finais inteligentes que avaliam a gestão de dados e empregam a lógica.
Descentralizado
As técnicas tradicionais de governação centralizada poderiam ser melhores porque os microserviços englobam uma diversidade de sistemas. A governação descentralizada é favorecida pelo ecossistema dos microserviços para que os seus criadores possam fornecer ferramentas que outros possam utilizar para abordar as mesmas questões. A arquitectura dos microserviços encoraja sistemas de informação descentralizados. Em sistemas monolíticos, várias aplicações empresariais partilham um único armazenamento lógico de dados. Ao mesmo tempo, cada serviço mantém tipicamente a sua gestão de dados num sistema de micro-serviços.
Resistente a falhas
A arquitectura Microservices é feita para lidar com falhas. É bastante viável que um serviço se quebre porque muitos serviços diferentes interagem entre si. Nestes casos, o utilizador deve sair gentilmente do sistema enquanto permite que os seus serviços próximos continuem a funcionar. A gestão dos microserviços, no entanto, ajuda a diminuir as hipóteses de um mau funcionamento. Esta exigência torna os microserviços mais difíceis do que os desenhos monolíticos.
Evolucionário
A arquitectura do microserviço é uma estrutura evolutiva e é apropriada para redes evolutivas. Em tais sistemas, é impossível prever completamente quais as máquinas que entrarão em contacto com o seu programa no futuro. Muitos programas começam com uma concepção orientada pelo domínio monolítico, mas podem ser gradualmente alterados para microserviços que comunicam através de uma arquitectura monolítica anterior, utilizando gateways API quando surgem novas necessidades.
Benefícios dos micro-serviços
A estrutura separada dos componentes da arquitectura dos microserviços tem muitos benefícios. Cada uma das características que mencionámos acima contribui para isso. Muitos dos produtos de software construídos actualmente dependem da automatização da infra-estrutura, e o microserviço pode ajudar com o mesmo. Algumas das vantagens da arquitectura dos microserviços que deve estar ciente são:
Agilidade
Grupos mais pequenos e autónomos que assumem a responsabilidade pelas suas operações podem ser organizados através da utilização de microserviços de agilidade. Os trabalhadores podem trabalhar de forma mais autónoma e eficiente dentro de um contexto definido e limitado. Não têm de se preocupar com a eficiência e o trabalho das outras equipas e componentes de desenvolvimento. Os tempos de ciclo para o desenvolvimento são encurtados. Isto pode aumentar o rendimento global da empresa.
Escala adaptável
Cada operação pode expandir-se autonomamente para satisfazer os requisitos do software que suporta, graças aos microserviços. Isto torna possível às equipas de desenvolvimento dimensionar adequadamente as suas necessidades de automatização de infra-estruturas, calcular o custo de uma função e assegurar a disponibilidade do serviço no caso de um aumento da procura. É mais provável que as empresas tenham de expandir uma determinada unidade do produto do que a totalidade do produto. Este processo é tornado significativamente mais simples com a arquitectura dos microserviços.
Implementação simples
A integração do negócio e a implantação são possíveis através de microserviços, tornando simples o teste de novos conceitos e a redução de escala se algo não se encaixar. O baixo preço do fracasso encoraja a inovação e facilita a actualização de códigos. Só se pode estar à frente da concorrência com novas ideias, e a arquitectura dos microserviços facilita este processo.
Independência técnica
A arquitectura Microservices não adere a uma para toda a filosofia. As equipas podem seleccionar a solução ideal para resolver os seus problemas particulares. O mesmo modelo ou ferramenta pode funcionar apenas para alguns dos componentes, e de acordo com as suas necessidades, podem escolher aqueles que quiserem. Isto dá a cada módulo, e por sua vez, a cada equipa que trabalha com ele, independência técnica.
Código reutilizável
O código que foi dividido em componentes geríveis e bem definidos permite às equipas utilizar as suas funcionalidades de várias maneiras. Um serviço criado para um fim específico pode ser a base para outra funcionalidade. Como resultado, os programadores podem adicionar novas funcionalidades a uma aplicação sem começar do zero com o seu código. A alternativa seria escrever repetidamente código semelhante, o que é redundante e frustrante para os programadores.
Resiliência
Certos erros e enganos estão destinados a acontecer num programa de software complicado. É ineficiente se todo o sistema tiver de se desligar por causa de um erro numa unidade. A resiliência de um programa a falhas é aumentada através da autonomia de serviço. Uma arquitectura monolítica torna possível que a falha de um elemento faça com que todo o programa seja desligado. Os programas que utilizam microserviços respondem à avaria total do serviço reduzindo a capacidade em vez de colapsarem. Apenas o elemento de avaria precisa de ser reparado, e os outros módulos podem continuar a funcionar como habitualmente.
Como posso começar com uma arquitectura de micro-serviços?
Como vimos acima, a arquitectura de micro-serviços tem várias vantagens. É uma boa escolha a considerar para o seu próximo projecto. Mas por onde começa? Uma estrutura básica que pode seguir é começar com um sistema monolítico e passar mais tarde para uma arquitectura de micro-serviços. Pode dividir e estruturar os seus empregados em equipas e atribuir-lhes trabalho.
Ajudaria se se lembrasse de ter uma estrutura de desenho funcional enquanto começa com os microserviços. Também é importante destacar e alojar os componentes separados de forma independente. Tente ir para as opções de gestão de dados que são específicas do serviço. Também ajuda a adoptar a melhor tecnologia que se possa encontrar e a centralizar as operações.
Exemplos de micro-serviços
Muitas empresas tecnológicas proeminentes empregam microserviços para vários fins, incluindo a simplificação da sua arquitectura, acelerando o desenvolvimento de software, e melhorando a capacidade de resposta e actualização dos seus sistemas. O desenvolvimento de técnicas de automatização de infra-estruturas também contribuiu para a adopção generalizada da arquitectura. Aqui estão alguns líderes de mercado que empregam a arquitectura de micro-serviços nos seus sistemas:
Amazon
O website comercial da Amazon era um monólito com ligações intrincadas entre e entre as suas operações a vários níveis quando começou. Isto exigia o desenvolvimento cuidadoso de software sempre que uma tarefa de actualização ou escalabilidade precisasse de ser levada a cabo para garantir que nada falhasse. Esta estratégia era comum na altura. A arquitectura monolítica era utilizada para desenvolver até mesmo iniciativas tecnológicas de grande escala levadas a cabo por grandes corporações.
Mas à medida que a base de utilizadores da Amazon crescia, contratavam mais pessoas para trabalhar nela, o que resultava numa base de código maior. Como resultado, a arquitectura tornou-se mais difícil de alterar, aumentando os custos de processamento e prolongando o ciclo de vida do desenvolvimento.
Para resolver estes problemas, a Amazon dividiu os seus grandes sistemas monolíticos em aplicações empresariais mais pequenas e autónomas. Os programadores examinaram o código fonte nas primeiras fases e secções isoladas do código que cumpriam um único objectivo. As unidades foram então encerradas dentro de uma camada de serviço web depois de esta ter sido concluída. Por exemplo, foram criados diferentes módulos para diferentes botões e calculadoras. Actualmente, a Amazon desenvolve e distribui produtos como AWS e Apollo, tornando mais simples para outras empresas a adopção de microserviços.
Netflix
A Netflix é precursora na indústria da arquitectura de microserviços, muito semelhante à da Amazon. Quando o gigante do streaming encontrou vários desafios de escalabilidade e interrupções de serviços, a sua deslocalização começou em 2008.
Quando um sistema de gestão de dados Netflix falhou, bloqueando o envio de DVDs aos assinantes durante três dias, a empresa percebeu que era altura de mudar para os micro-serviços. A Netflix seleccionou a Amazon Web Services (AWS) como seu fornecedor de nuvens para cumprir os seus objectivos de migração de nuvens.
Em 2009, a Netflix começou a converter a sua arquitectura monolítica, uma função de cada vez, numa arquitectura de micro-serviços. Começou por converter a sua plataforma de guião de filmes não voltada para o utilizador para correr na nuvem AWS utilizando uma arquitectura de micro-serviços solitários. Começou a migrar os seus sistemas de consumo para micro-serviços pouco tempo depois e terminou o processo em 2012.
Uber
Devido às barreiras de expansão, Uber também decidiu sair da sua estrutura monolítica, semelhante à da Amazónia e Netflix. A rede de partilha de cavaleiros encontrou dificuldades em combinar a sua rápida expansão internacional, bem como ineficiências na criação e introdução de novos serviços. Chegou ao ponto em que mesmo actualizações e ajustes básicos do sistema exigiram programadores altamente qualificados devido à complicada estrutura de aplicação.
Uber dividiu a sua aplicação monolítica numa arquitectura de microserviços alimentada pela nuvem para resolver os problemas que ela trazia. Seguiram-se rapidamente micro-serviços específicos para operações da empresa, como gestão de dados de viagem e gestão de clientes.
Os micro-serviços são o futuro
A arquitectura Microservices é um conceito forte com vantagens significativas para o desenvolvimento e implementação de sistemas corporativos. Vários programadores e empresas têm vindo a utilizar estratégias para explorar gateways API que podem ser categorizados como micro-serviços sem nunca adoptar o moniker ou mesmo identificar o seu comportamento como SOA.
Algumas pilhas de tecnologia tentam resolver os problemas que a arquitectura dos microserviços tenta resolver, como UDDI. No entanto, são complicados de implementar e não são geralmente utilizados em sistemas mais recentes. Considerando a crescente complexidade e necessidades de comunicação dos programas SaaS, tecnologia wearable, e a Internet das Coisas, é evidente que a arquitectura de micro-serviços tem um futuro auspicioso.
Um problema que os microserviços enfrentam é que cada unidade se tornou cada vez mais dependente do código ao longo do tempo. As API Gateways, assim como a descoberta de serviços, são bastante úteis nesta situação. A construção de um API Gateway permite que todos os utilizadores entrem através de um único ponto para que os API Gateways possam oferecer vários APIs de clientes. O API Gateway pode adicionalmente empregar medidas de segurança, tais como a confirmação da autorização do cliente para submeter o pedido.
Como é que o AppMaster ajuda?
Como já mencionámos anteriormente, o desenvolvimento sem código está verdadeiramente a redefinir a forma como os programadores abordam a codificação. Tornou possível que uma pessoa normal possa construir as suas ideias em produtos de software, mesmo sem diferentes linguagens de programação ou experiência. Os avanços de muitas plataformas e ferramentas úteis sem código também tornaram este processo mais fácil.
AppMaster é uma dessas plataformas onde se pode construir os seus produtos a partir do zero, mesmo sem codificação! Pode criar código para todo o tipo de aplicações e não se preocupar em contratar uma equipa inteira de programadores. Este é um processo muito mais simples e menos dispendioso. Não precisa de se preocupar com a propriedade do código que cria, uma vez que ele lhe pertencerá apenas a si.
Sendo um estilo arquitectónico moderno, a arquitectura dos microserviços é um estilo arquitectónico muito bom e estável para desenvolver aplicações e projectos complexos. A plataforma AppMaster é construída com base no princípio dos backends de microserviços e frentes de microserviços. Tudo se dimensiona dinamicamente, graças ao estilo arquitectónico. Isto significa que a escalabilidade automática é possível se tivermos uma carga aumentada em algum componente. Isto é graças à separação de todos os componentes na arquitectura do microserviço.
Em vez de termos de escalar todo o produto, que pode absorver recursos desnecessários, podemos agora escalar apenas um componente que executará especificamente uma determinada tarefa necessária. Além disso, oferecemos aos nossos clientes backends de microserviço com a ajuda de um designer através da nossa plataforma. Eles podem criar muitos micro-serviços backend utilizando apenas a nossa plataforma.
Conclusão
Se é completamente novo no sistema de arquitectura de microserviços, é melhor começar pequeno. Comece o seu projecto com um ou dois componentes ou módulos. Com tempo e experiência, pode escalar lentamente. Este processo será um pouco mais fácil se já tiver um sistema monolítico básico.
Já vimos o que é a arquitectura de microserviços e quais são os seus muitos benefícios. As aplicações modernas não podem funcionar com um estilo arquitectónico monolítico sem eventualmente enfrentar problemas. Embora a arquitectura de microserviços tenha algumas complicações, é uma escolha muito melhor do que a sua contraparte. A arquitectura dos microserviços torna possível que as aplicações de software possam ser escaladas e tornar-se mais inovadoras.
