За последнее десятилетие в индустрии программного обеспечения произошла быстрая трансформация: предприятия все чаще используют современные подходы к разработке программного обеспечения , чтобы быстро внедрять инновации и оставаться конкурентоспособными. Одним из наиболее значительных сдвигов парадигмы архитектуры программного обеспечения является переход от монолитных систем к микросервисам. В то время как монолитная архитектура объединяет компоненты приложения в единое целое, архитектура микросервисов делит приложение на более мелкие независимые сервисы, каждый из которых обслуживает определенную бизнес-функциональность.
Модульный подход, обеспечиваемый микросервисами, обеспечивает повышенную гибкость, масштабируемость и удобство сопровождения процесса разработки программного обеспечения . Но переход от устаревшей монолитной системы к микросервисам далеко не прост. Это требует преодоления множества проблем: от понимания и моделирования предметной области до декомпозиции монолита, управления данными, связи и управления инфраструктурой. В этой статье будут обсуждаться основные проблемы, с которыми сталкиваются предприятия при переходе от монолитной к микросервисной архитектуре, и даются практические советы по эффективному преодолению этих препятствий.
Задача 1: Понимание и моделирование предметной области
Правильное понимание предметной области бизнеса и ее различных компонентов имеет решающее значение для успешной реализации архитектуры микросервисов. Каждый микросервис должен соответствовать определенному поддомену бизнеса и придерживаться четко определенных границ. К сожалению, многие организации не осознают важность правильного моделирования предметной области, что приводит к плохим границам обслуживания, что может негативно повлиять на миграцию. Чтобы решить эту проблему, организациям следует принять принципы доменно-ориентированного проектирования (DDD) для эффективного моделирования предметной области приложения.
DDD фокусируется на ключевых аспектах предметной области, таких как сущности, объекты значений и агрегаты, для определения стратегических и тактических шаблонов проектирования для разработки программного обеспечения. Понимая и эффективно моделируя предметную область, вы можете создать более четкую схему архитектуры микросервисов и установить логические границы сервисов.
Во время миграции время и усилия, потраченные на семинары, чтобы получить информацию от экспертов в предметной области, разработчиков и заинтересованных сторон, могут оказаться неоценимыми. Эти семинары могут помочь создать вездесущий язык, определить ограниченные контексты и определить, как различные поддомены связаны друг с другом. Кроме того, глубокое понимание предметной области и тесное сотрудничество между членами команды открывают путь к четко определенной архитектуре микросервисов.
Задача 2: Разрушение монолита
Декомпозиция жизненно важна для перехода от монолитного приложения к архитектуре на основе микросервисов. Это означает разбиение монолитного приложения на более мелкие, управляемые, независимые сервисы, ориентированные на конкретные бизнес-функции. Тем не менее, декомпозиция монолита сопряжена с трудностями, такими как определение правильного размера и области действия каждого микросервиса.
Одним из подходов к решению этой проблемы является применение принципа единой ответственности (SRP) при определении границ услуг. SRP утверждает, что у класса или модуля должна быть только одна причина для изменения. Применение этого принципа к микросервисам означает, что каждый сервис должен отвечать за одну бизнес-функцию и быть изолирован от изменений в других сервисах. Соблюдение SRP помогает гарантировать, что микросервисы остаются слабосвязанными и высокосвязанными, что повышает удобство обслуживания системы.
Еще одним важным аспектом, который следует учитывать во время декомпозиции, является связь между вновь сформированными микросервисами. Вам следует установить четкую схему взаимодействия между службами, например использование API-интерфейсов RESTful, очередей сообщений или gRPC. Избегайте тесной связи между службами и обеспечьте интерфейс на основе контрактов, чтобы обеспечить бесперебойную связь между микрослужбами.
Очень важно определить общие функции и общие библиотеки, которые могут потребоваться нескольким службам. Создание общей библиотеки может помочь предотвратить дублирование кода и обеспечить согласованность между службами. Но будьте осторожны и не вводите ненужные зависимости между сервисами, поскольку это может свести на нет преимущества развязанного характера микросервисов.
Разложение монолита — сложный, но важный шаг на пути перехода к архитектуре микросервисов. Тщательное планирование, учет границ услуг и организация взаимодействия между службами обеспечивают более плавный переход.
Задача 3: Решение проблем управления данными
Одним из наиболее сложных аспектов перехода от монолитной архитектуры к микросервисной является эффективное решение проблем управления данными. В монолитной архитектуре все приложение обычно использует одну базу данных для всех своих компонентов. Но архитектура микросервисов способствует децентрализованному управлению данными, и каждый микросервис должен иметь независимое хранилище данных.
Это создает ряд проблем, которые включают в себя:
Разделение данных
Разбиение данных монолитного приложения на более мелкие, управляемые фрагменты, подходящие для независимых микросервисов, требует углубленного анализа, понимания границ домена и тщательного принятия проектных решений для обеспечения согласованности и целостности данных.
Согласованность данных
Обеспечение конечной согласованности между хранилищами данных различных микросервисов может оказаться сложной задачей, особенно при работе с распределенными транзакциями. Разработчики должны реализовать такие стратегии, как архитектура, управляемая событиями, или шаблон Saga, чтобы поддерживать согласованность, избегая при этом жесткой связи между сервисами.
Распределенные транзакции
В архитектуре микросервисов ответственность за обработку транзакций распределяется между различными службами. Управление распределенными транзакциями становится более сложным, чем в монолитных системах, где свойства ACID можно легко реализовать в одной базе данных. Поэтому разработчикам следует использовать такие шаблоны, как шаблон Saga или протокол двухфазной фиксации, для координации транзакций между несколькими сервисами.
Чтобы преодолеть эти проблемы управления данными, предприятиям следует инвестировать в методы моделирования данных и проектирования баз данных, а также использовать инструменты, упрощающие управление данными в архитектурах микросервисов. Например, платформа AppMaster no-code упрощает разработчикам управление данными и создание бизнес-логики с помощью визуального конструктора BP , что позволяет улучшить секционирование и согласованность данных.
Задача 4: Обеспечение коммуникации и интеграции
Обеспечение эффективной связи и интеграции между микросервисами — еще одно препятствие, которое необходимо преодолеть при переходе от монолитной архитектуры. В монолитной системе компоненты взаимодействуют внутри себя посредством вызовов функций или методов. Напротив, микросервисы взаимодействуют друг с другом через API и сетевые протоколы. Что касается микросервисов, разработчикам необходимо решать такие проблемы, как задержка, безопасность и надежность, связанные с сетевым взаимодействием.
Стратегии обеспечения бесперебойной связи и интеграции в архитектуре микросервисов включают в себя:
- Проектирование и документация API . Хорошо документированные API имеют решающее значение для эффективного взаимодействия микросервисов. Разработчикам следует уделять много времени разработке и документированию API, а также использованию четких методов тестирования API и управления версиями.
- Оркестровка и хореография сервисов . Сервисы должны быть организованы или хореографированы так, чтобы уменьшить зависимость и сложность связи, способствуя слабой связи между микросервисами. Оркестрация может быть достигнута с помощью центрального компонента, такого как сервисная шина, в то время как хореография включает в себя услуги, независимо координирующие друг друга посредством событий или сообщений.
- Асинхронная связь . Использование шаблонов асинхронной связи, таких как очереди сообщений или архитектуры, управляемые событиями, может помочь повысить устойчивость, масштабируемость и скорость реагирования ваших микросервисов. Таким образом, службы могут продолжать работать, даже если один компонент недоступен, что сводит к минимуму влияние на систему.
Такие инструменты, как no-code платформа AppMaster, могут помочь облегчить проблемы коммуникации и интеграции, предлагая автоматическое создание документации API, конструкторы BP для бизнес-логики и быстрое тестирование, делая переход к микросервисам более плавным и эффективным.
Задача 5: Управление развертыванием и инфраструктурой
Развертывание и управление инфраструктурой микросервисной архитектуры также может представлять собой серьезные проблемы. В отличие от монолитных приложений, микросервисы требуют независимого развертывания и запуска каждой службы, что усложняет управление инфраструктурой, распределение ресурсов и управление версиями.
Некоторые распространенные проблемы развертывания и управления инфраструктурой включают в себя:
- Масштабирование и распределение ресурсов . При наличии множества независимых сервисов необходимо эффективно распределять ресурсы и управлять масштабированием каждого сервиса. Это включает в себя мониторинг производительности и использования ресурсов каждой службы, а также динамическую настройку ресурсов в зависимости от спроса.
- Управление версиями и обратная совместимость . Поскольку микросервисы разрабатываются и развертываются независимо, обеспечение обратной совместимости и управление версиями для всех служб становится критически важным. Разработчикам необходимо определить четкие политики управления версиями и совместимости API и донести их до всей команды разработчиков.
- Мониторинг, ведение журнала и трассировка . Из-за распределенного характера микросервисов важно иметь единый механизм мониторинга, ведения журнала и трассировки для устранения проблем и оптимизации производительности. Инструменты централизованного ведения журналов и наблюдения могут помочь поддерживать комплексное представление обо всей системе.
Чтобы решить эти проблемы, предприятиям следует инвестировать в инструменты контейнеризации, такие как Docker и Kubernetes , для упаковки и оркестрации микросервисов, а также внедрять решения для мониторинга и журналирования для улучшения наблюдаемости. Использование AppMaster также может упростить процесс развертывания и управления инфраструктурой, поскольку он генерирует исходный код, компилирует приложения и упрощает их развертывание.
Заключение
Переход от монолитной к микросервисной архитектуре может дать многочисленные преимущества с точки зрения гибкости, масштабируемости, удобства обслуживания и гибкости. Тем не менее, крайне важно осознавать проблемы этого перехода и стратегически планировать их преодоление. Предприятия могут успешно внедрить архитектуру микросервисов и использовать ее преимущества, сосредоточившись на понимании и моделировании предметной области, разложении монолита, решении проблем управления данными, обеспечении эффективной связи и интеграции, а также управлении развертыванием и инфраструктурой.
Включение платформы no-code такой как AppMaster, может еще больше способствовать этому переходу, предоставляя комплексную интегрированную среду разработки, которая упрощает процесс разработки приложений. Используя такую платформу, как AppMaster, организации могут генерировать исходный код для своих приложений, запускать тесты, упаковывать приложения в контейнеры и более эффективно развертывать все в облаке. Это помогает в процессе миграции, ускоряет разработку приложений и сокращает потенциальную техническую задолженность.
Переход от монолитной к микросервисной архитектуре — сложный, но полезный процесс. Тщательно подготовившись к переходу и применив необходимые инструменты и стратегии, компании смогут максимально использовать преимущества микросервисов, оптимизировать разработку программного обеспечения и оставаться впереди на современном конкурентном рынке.
