Разработка программного обеспечения прошла долгий путь по сравнению с тем, что было несколько лет назад. Сегодня существуют готовые фрагменты кода и фреймворки, которые облегчают жизнь разработчиков. К этому добавляются платформы " без кода ", которые делают разработку программных приложений еще более простой и быстрой. И на этом пути мы увидели определенные модели построения и архитектуры, которые сделали эту оптимизацию возможной.
Многие проекты, использующие микросервисы, убедились в их преимуществах. Точного определения микросервисной архитектуры не существует, но есть некоторые общие аспекты для всех проектов, в которых она используется. Благодаря инновациям в области масштабируемой доставки, проектирования, ориентированного на домен, и автоматизации инфраструктуры, микросервисы становятся все более популярными с каждым днем. Давайте рассмотрим архитектуру микросервисов и то, что появилось до нее.
Что такое микросервисы?
Архитектурный стиль микросервисов - это уникальный подход к созданию программных продуктов. Его цель - сосредоточиться на создании однофункциональных модулей с четкими связями и действиями. Каждый из этих модулей отвечает за определенную функцию и может взаимодействовать с другими программными системами через простые API-шлюзы для решения более сложных бизнес-возможностей и проблем.
По мере того, как все больше и больше предприятий начинают применять такие методологии, как модель agile, микросервисы стали широко использоваться. Этот архитектурный стиль имеет множество преимуществ и используется такими известными брендами, как Netflix, Amazon, PayPal и многими другими. Благодаря архитектуре микросервисов можно быстрее расширять программные системы. В основном это происходит потому, что сокращается время на добавление новых возможностей в ваше приложение.
Источник изображения: learn.microsoft.com
Такой архитектурный стиль был создан с учетом бизнес-возможностей и может быть отдельно развернут с помощью полностью автоматизированного оборудования для развертывания. Эти сервисы, которые могут быть запрограммированы на различных языках программирования и использовать различные методы хранения данных, минимально управляются централизованно. Использование API-шлюзов также может упростить многие процессы.
Люди часто путают архитектурный стиль микросервисов с сервис-ориентированной архитектурой. Архитектура микросервисов очень близка к тому, чему отдают предпочтение некоторые сторонники SOA. Хотя некоторые энтузиасты микросервисов отвергают моникер SOA, другие рассматривают микросервисы как одну из сервис-ориентированных архитектур.
Монолитная архитектура
Все действия в монолитной архитектуре тесно связаны и работают как единая платформа. Это подразумевает, что вся монолитная архитектура должна быть расширена, если один из компонентов программы испытывает рост спроса. По мере расширения кодовой базы монолитного приложения добавление новых функций или обновление существующих становится все сложнее. Это усложнение ограничивает инновации и затрудняет реализацию новых концепций. Поскольку они включают в себя множество взаимозависимых и тесно связанных операций, монолитные проекты представляют собой большую опасность в случае возникновения ошибок в одном компоненте.
В архитектуре микросервисов каждый процесс приложения выполняется в виде сервиса отдельными компонентами. Каждый сервис имеет определенную функцию и разработан с учетом возможностей бизнеса. Каждый компонент может быть модернизирован, запущен и расширен в соответствии со спросом на определенные функциональные возможности программы, поскольку они работают отдельно.
Основные характеристики микросервисов
Вот некоторые из основных характеристик архитектуры микросервисов:
Множество элементов
Архитектура микросервисов может быть разделена на несколько отдельных составных операций. Это позволяет отдельно развертывать, изменять и переразвертывать сервисы без ущерба для структуры системы. Вместо того чтобы переразвертывать целые приложения, вам придется таким образом модифицировать только один конкретный сервис. Однако у этой стратегии есть и недостатки, такие как дорогостоящие удаленные вызовы, а не вызовы в процессе работы, и повышенные сложности при распределении обязанностей между элементами.
Предназначено для предприятий
Как правило, архитектура микросервисов строится с учетом целей и возможностей компании. Микросервисная архитектура использует кросс-функциональные группы, где различные команды разработчиков имеют определенную направленность, в отличие от обычной монолитной стратегии роста. Каждая группа производит конкретные продукты на основе уникальных сервисов, которые взаимодействуют через шину обмена сообщениями.
Простая маршрутизация
Подобно традиционной системе UNIX, микросервисы принимают запросы, анализируют их, а затем выдают ответ. Некоторые другие технологические стеки, включая корпоративные сервисные шины, работают в обратном порядке. Высокотехнологичные решения используются для последовательности сообщений, маршрутизации и реализации бизнес-ограничений. Микросервисы содержат трубы, по которым передаются потоки хранения данных, и интеллектуальные конечные точки, которые оценивают логику управления данными и их использования.
Децентрализованный
Традиционные методы централизованного управления могут быть лучше, поскольку микросервисы охватывают разнообразие систем. Децентрализованное управление предпочитает экосистема микросервисов, чтобы ее создатели могли предоставить инструменты, которые другие могут использовать для решения тех же вопросов. Архитектура микросервисов поощряет децентрализованные информационные системы. В монолитных системах различные корпоративные приложения используют единое логическое хранилище данных. В то же время в микросервисной системе каждый сервис, как правило, управляет своими данными.
Устойчивость к сбоям
Архитектура микросервисов создана для того, чтобы справляться с отказами. Вполне реально, что какой-либо сервис может сломаться, поскольку множество различных сервисов взаимодействуют друг с другом. В таких случаях пользователь должен аккуратно выйти из системы, позволив близлежащим сервисам продолжить работу. Управление микросервисами, однако, помогает уменьшить вероятность сбоя. Это требование делает микросервисы более сложными, чем монолитные конструкции.
Эволюционная
Архитектура микросервисов является эволюционной структурой и подходит для эволюционных сетей. В таких системах невозможно полностью предсказать, какие машины будут обращаться к вашей программе в будущем. Многие программы начинаются с монолитной доменно-ориентированной конструкции, но при появлении новых потребностей могут быть постепенно изменены на микросервисы, которые взаимодействуют поверх более ранней монолитной архитектуры с помощью API-шлюзов.
Преимущества микросервисов
Отдельная компонентная структура архитектуры микросервисов имеет множество преимуществ. Каждая из функций, о которых мы говорили выше, вносит свой вклад в это. Многие из создаваемых сегодня программных продуктов полагаются на автоматизацию инфраструктуры, и микросервисы могут помочь в этом. Вот некоторые из преимуществ архитектуры микросервисов, о которых вы должны знать:
Гибкость
Небольшие автономные группы, которые берут на себя ответственность за свою деятельность, могут быть организованы с помощью микросервисов, обеспечивающих гибкость. Сотрудники получают возможность работать более автономно и эффективно в определенных, ограниченных условиях. Им не нужно беспокоиться об эффективности и работе других команд разработчиков и компонентов. Сокращается время цикла разработки. Это может повысить общую пропускную способность бизнеса.
Адаптируемое масштабирование
Благодаря микросервисам каждая операция может автономно расширяться, чтобы соответствовать требованиям к программному обеспечению, которое она поддерживает. Это позволяет командам разработчиков соответствующим образом масштабировать требования к автоматизации инфраструктуры, рассчитывать стоимость функции и обеспечивать доступность услуг в случае увеличения спроса. Более вероятно, что предприятиям потребуется расширить определенную единицу продукта, а не весь продукт. С архитектурой микросервисов этот процесс значительно упрощается.
Простое развертывание
Интеграция бизнеса и развертывания становится возможной благодаря микросервисам, что упрощает тестирование новых концепций и сокращение масштаба, если что-то не подходит. Низкая цена неудачи поощряет инновации и облегчает обновление кода. Опередить конкурентов можно только с помощью новых идей, и микросервисная архитектура облегчает эту задачу.
Техническая независимость
Архитектура микросервисов не придерживается философии "один для всех". Команды могут выбрать идеальное решение для решения своих конкретных задач. Одна и та же модель или инструмент может работать только для некоторых компонентов, и в зависимости от своих потребностей они могут выбрать те, которые им нужны. Это дает каждому модулю и, в свою очередь, каждой команде, которая с ним работает, техническую независимость.
Многоразовый код
Код, разбитый на управляемые, четко определенные компоненты, позволяет командам использовать его функциональные возможности различными способами. Сервис, созданный для определенной цели, может стать основой для другой функциональности. В результате программисты могут добавлять новые функции в приложение, не начиная работу над кодом с нуля. Альтернативой может быть многократное написание аналогичного кода, что является избыточным и раздражающим для разработчиков.
Устойчивость
В сложном программном обеспечении обязательно случаются ошибки и погрешности. Неэффективно, если из-за ошибки в одном блоке приходится останавливать всю систему. Устойчивость программы к сбоям повышается за счет автономности сервисов. Монолитная архитектура позволяет сбою одного элемента вывести из строя всю программу. Программы, использующие микросервисы, реагируют на полный отказ сервиса не разрушением, а снижением возможностей. Необходимо исправить только вышедший из строя элемент, а остальные модули могут продолжать работать в обычном режиме.
Как начать работу с архитектурой микросервисов?
Как мы видели выше, микросервисная архитектура имеет ряд преимуществ. Это хороший выбор для вашего следующего проекта. Но с чего начать? Основная структура, которой вы можете следовать, - это начать с монолитной системы и перейти к архитектуре микросервисов позже. Вы можете разделить и структурировать своих сотрудников на команды и поручить им работу.
Будет полезно, если вы вспомните о функциональной структуре проектирования, начиная работу с микросервисами. Также важно развертывать и размещать отдельные компоненты независимо друг от друга. Старайтесь использовать такие варианты управления данными, которые ориентированы на конкретный сервис. Также полезно использовать лучшие технологии, которые вы можете найти, и централизовать операции.
Примеры микросервисов
Многие известные технологические компании используют микросервисы для различных целей, включая упрощение архитектуры, ускорение разработки программного обеспечения, повышение скорости реакции и способности систем к обновлению. Развитие методов автоматизации инфраструктуры также способствовало широкому распространению этой архитектуры. Вот некоторые лидеры рынка, которые используют микросервисную архитектуру в своих системах:
Amazon
Коммерческий сайт компании Amazon на момент своего создания представлял собой монолит с запутанными связями между многоуровневыми операциями. Это требовало тщательной разработки программного обеспечения при каждом обновлении или выполнении задачи масштабирования, чтобы не допустить сбоев. Такая стратегия была обычной для того времени. Монолитная архитектура использовалась для разработки даже масштабных технологических инициатив, осуществляемых крупными корпорациями.
Но по мере роста пользовательской базы Amazon нанимала дополнительных людей для работы над ней, что привело к увеличению кодовой базы. В результате архитектуру стало сложнее менять, что увеличило затраты на обработку и удлинило жизненный цикл разработки.
Чтобы решить эти проблемы, Amazon разбила свои крупные монолитные системы на более мелкие автономные корпоративные приложения. На первых этапах разработчики изучали исходный код и выделяли участки кода, выполняющие единую задачу. После этого эти блоки были заключены в слой веб-сервисов. Например, для различных кнопок и калькуляторов были созданы разные модули. В настоящее время Amazon разрабатывает и распространяет такие продукты, как AWS и Apollo, что упрощает внедрение микросервисов другими предприятиями.
Netflix
Netflix, как и Amazon, является предтечей в области архитектуры микросервисов. Когда гигант потокового вещания столкнулся с несколькими проблемами масштабируемости и перебоями в обслуживании, в 2008 году началось его переселение.
Когда система управления данными Netflix дала сбой, заблокировав доставку DVD-дисков подписчикам на три дня, компания поняла, что пришло время переходить на микросервисы. Netflix выбрала Amazon Web Services (AWS) в качестве поставщика облачных сервисов для достижения целей миграции в облако.
В 2009 году Netflix начала преобразовывать свою монолитную архитектуру, по одной функции за раз, в архитектуру микросервисов. Она начала с преобразования своей платформы для создания сценариев фильмов, не ориентированной на пользователя, для работы в облаке AWS с использованием одиночной архитектуры микросервисов. Вскоре после этого компания начала перевод своих потребительских систем на микросервисы и завершила этот процесс в 2012 году.
Uber
Из-за препятствий для расширения компания Uber также решила выйти из монолитной структуры, подобно Amazon и Netflix. Сеть совместных поездок столкнулась с трудностями, связанными с объединением быстро расширяющихся международных операций, а также с неэффективностью при создании и внедрении новых услуг. Дошло до того, что даже базовые обновления и корректировки системы требовали привлечения высококвалифицированных программистов из-за сложной структуры приложения.
Для решения возникших проблем Uber разделил свое монолитное приложение на микросервисы, работающие на базе облачной архитектуры. Вскоре за этим последовали специальные микросервисы для операций компании, таких как управление данными о поездках и управление клиентами.
Являются ли микросервисы будущим
Архитектура микросервисов - это сильная концепция со значительными преимуществами для разработки и развертывания корпоративных систем. Некоторые программисты и компании используют стратегии эксплуатации API-шлюзов, которые можно отнести к категории микросервисов, не принимая это название и даже не идентифицируя их поведение как SOA.
Несколько технологических стеков пытаются решить проблемы, которые пытается решить архитектура микросервисов, например UDDI. Однако они сложны в реализации и обычно не используются в новых системах. Учитывая растущую сложность и коммуникационные потребности программ SaaS, носимых технологий и Интернета вещей, очевидно, что архитектура микросервисов имеет благоприятное будущее.
Одна из проблем, с которой сталкиваются микросервисы, заключается в том, что каждый модуль со временем становится все более и более кодозависимым. В этой ситуации весьма полезны API-шлюзы, а также обнаружение сервисов. Создание API-шлюза позволяет всем пользователям входить в систему через единую точку, так что API-шлюзы могут предлагать различные клиентские API. API-шлюз может дополнительно использовать меры безопасности, например, подтверждать авторизацию клиента на отправку запроса.
Чем помогает AppMaster?
Как мы уже говорили ранее, разработка без кода действительно пересматривает подход разработчиков к кодированию. Благодаря ей обычный человек может воплотить свои идеи в программные продукты, даже не имея различных языков программирования или опыта. Развитие многих полезных платформ и инструментов no-code также облегчило этот процесс.
AppMaster - одна из таких платформ, где вы можете создавать свои продукты с нуля, даже не прибегая к кодированию! Вы можете создавать код для всех видов приложений и не беспокоиться о найме целой команды разработчиков. Это гораздо более простой и менее затратный процесс. Вам не нужно беспокоиться о праве собственности на созданный вами код, поскольку он будет принадлежать только вам.
Как современный архитектурный стиль, архитектура микросервисов - это очень хороший и стабильный архитектурный стиль для разработки сложных приложений и проектов. Платформа AppMaster построена по принципу микросервисных бэкендов и микросервисных фронтов. Благодаря архитектурному стилю все масштабируется динамически. Это означает, что при увеличении нагрузки на какой-либо компонент возможно автоматическое масштабирование. Это происходит благодаря разделению всех компонентов в микросервисной архитектуре.
Вместо того чтобы масштабировать весь продукт, что может отнять лишние ресурсы, мы можем масштабировать только один компонент, который будет выполнять конкретную необходимую задачу. Более того, мы предлагаем нашим клиентам микросервисные бэкенды с помощью конструктора на нашей платформе. Они могут создать множество микросервисов бэкенда, используя только нашу платформу.
Заключение
Если вы совсем новичок в системе архитектуры микросервисов, лучше начать с малого. Начните свой проект с одного или двух компонентов или модулей. Со временем и опытом вы сможете постепенно наращивать масштаб. Этот процесс будет немного проще, если у вас уже есть базовая монолитная система.
Мы рассмотрели, что такое микросервисная архитектура и каковы ее многочисленные преимущества. Современные приложения не могут работать в монолитном архитектурном стиле, не сталкиваясь с проблемами. Хотя микросервисная архитектура имеет некоторые сложности, она является гораздо лучшим выбором, чем ее аналог. Архитектура микросервисов позволяет программным приложениям масштабироваться и становиться более инновационными.
