Phát triển phần mềm đã đi một chặng đường dài so với vài năm trước đây. Ngày nay, có sẵn các đoạn mã và khung làm sẵn giúp cuộc sống của các nhà phát triển dễ dàng hơn. Điều này được kết hợp bởi các nền tảng không có mã giúp việc phát triển các ứng dụng phần mềm trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn. Và trên con đường này, chúng tôi đã thấy một số mô hình và kiến trúc tòa nhà giúp cho việc tối ưu hóa này trở nên khả thi.
Nhiều dự án sử dụng microservice đã thấy được lợi ích của nó. Không có định nghĩa chính xác cho kiến trúc microservice, nhưng có một số khía cạnh chung cho tất cả các dự án sử dụng nó. Do những đổi mới ngày càng tăng trong khả năng phân phối có thể mở rộng, thiết kế theo hướng miền và tự động hóa cơ sở hạ tầng, các dịch vụ siêu nhỏ đang ngày càng trở nên phổ biến hơn. Chúng ta hãy xem kiến trúc microservices và những gì có trước nó.
microservice là gì?
Phong cách kiến trúc microservices là một cách tiếp cận độc đáo để tạo ra các sản phẩm phần mềm. Nó nhằm mục đích tập trung vào việc tạo ra các đơn vị chức năng đơn lẻ với các kết nối và hành động rõ ràng. Mỗi mô-đun này phụ trách một chức năng nhất định và có thể tương tác với các hệ thống phần mềm khác thông qua các cổng API đơn giản để giải quyết các vấn đề và khả năng kinh doanh phức tạp hơn.
Khi ngày càng có nhiều doanh nghiệp bắt đầu áp dụng các phương pháp như mô hình nhanh nhẹn , microservice đã được sử dụng rộng rãi. Phong cách kiến trúc này có nhiều lợi ích và được sử dụng bởi các thương hiệu nổi tiếng như Netflix , Amazon, PayPal và nhiều thương hiệu khác. Hệ thống phần mềm có thể được mở rộng nhanh hơn nhờ kiến trúc microservices. Điều này chủ yếu là do nó giúp giảm thời gian thêm các khả năng mới vào ứng dụng của bạn.
Nguồn hình ảnh: learn.microsoft.com
Kiểu kiến trúc như vậy được tạo ra có tính đến khả năng kinh doanh và có thể được triển khai riêng bằng cách sử dụng thiết bị triển khai hoàn toàn tự động. Các dịch vụ này, có thể được lập trình bằng các ngôn ngữ lập trình khác nhau và sử dụng các phương pháp lưu trữ dữ liệu khác nhau, được quản lý tập trung ở mức tối thiểu. Việc sử dụng các cổng API cũng có thể làm cho nhiều quy trình trở nên đơn giản hơn.
Mọi người thường nhầm lẫn phong cách kiến trúc microservices với kiến trúc hướng dịch vụ. Kiến trúc microservices rất gần với những gì mà một số người ủng hộ SOA ưa thích. Mặc dù một số người đam mê microservice từ chối biệt danh SOA, nhưng những người khác coi microservice là một kiến trúc hướng dịch vụ.
Kiến trúc nguyên khối
Mọi hoạt động trong kiến trúc nguyên khối được kết nối chặt chẽ và vận hành như một nền tảng thống nhất. Điều này ngụ ý rằng kiến trúc nguyên khối hoàn chỉnh nên được mở rộng nếu một thành phần của chương trình có nhu cầu gia tăng. Khi cơ sở mã của ứng dụng nguyên khối mở rộng, việc thêm chức năng mới hoặc cập nhật những chức năng hiện có trở nên khó khăn hơn. Sự phức tạp này hạn chế sự đổi mới và khiến việc thực hiện các khái niệm mới trở nên khó khăn. Bởi vì chúng bao gồm nhiều hoạt động phụ thuộc lẫn nhau và được liên kết chặt chẽ, các thiết kế nguyên khối tạo ra rủi ro lớn hơn trong trường hợp một thành phần đơn lẻ mắc bất kỳ lỗi nào.
Mỗi quy trình ứng dụng được thực hiện như một dịch vụ bởi các thành phần riêng biệt trong kiến trúc microservice. Mỗi dịch vụ có một chức năng cụ thể và được thiết kế có tính đến khả năng kinh doanh. Mỗi thành phần có thể được nâng cấp, khởi chạy và mở rộng để phù hợp với nhu cầu về các chức năng chương trình cụ thể vì chúng được vận hành riêng biệt.
Các tính năng chính của microservice
Dưới đây là một số đặc điểm chính của kiến trúc microservices:
Nhiều yếu tố
Kiến trúc microservice có thể được chia thành nhiều hoạt động thành phần riêng biệt. Điều này cho phép triển khai, sửa đổi và triển khai lại dịch vụ riêng biệt mà không gây nguy hiểm cho cấu trúc của hệ thống. Thay vì triển khai lại các ứng dụng hoàn chỉnh, bạn sẽ chỉ phải sửa đổi một dịch vụ cụ thể theo cách này. Tuy nhiên, có những hạn chế đối với chiến lược này, chẳng hạn như các cuộc gọi từ xa tốn kém hơn so với các cuộc gọi trong quá trình và sự phức tạp gia tăng khi phân chia nhiệm vụ giữa các phần tử.
Dành cho doanh nghiệp
Thông thường, kiến trúc microservices được cấu trúc dựa trên các mục tiêu và khả năng của công ty. Kiến trúc microservice sử dụng các nhóm đa chức năng, trong đó các nhóm phát triển khác nhau có trọng tâm cụ thể, trái ngược với chiến lược tăng trưởng nguyên khối thông thường. Mỗi nhóm sản xuất các sản phẩm cụ thể dựa trên các dịch vụ duy nhất giao tiếp qua xe buýt nhắn tin.
định tuyến dễ dàng
Tương tự như hệ thống UNIX truyền thống, microservice nhận các truy vấn, phân tích chúng và sau đó đưa ra câu trả lời. Một số ngăn xếp công nghệ khác, bao gồm Xe buýt Dịch vụ Doanh nghiệp, hoạt động ngược lại. Các giải pháp công nghệ cao được sử dụng để sắp xếp thứ tự tin nhắn, định tuyến và triển khai các ràng buộc kinh doanh. Microservice chứa các đường ống mang luồng lưu trữ dữ liệu và điểm cuối thông minh đánh giá việc quản lý dữ liệu và sử dụng logic.
phi tập trung
Các kỹ thuật quản trị tập trung truyền thống có thể tốt hơn vì các dịch vụ siêu nhỏ bao gồm nhiều hệ thống khác nhau. Hệ sinh thái microservices ưa chuộng quản trị phi tập trung để những người tạo ra nó có thể cung cấp các công cụ mà những người khác có thể sử dụng để giải quyết các vấn đề tương tự. Kiến trúc microservice khuyến khích các hệ thống thông tin phi tập trung. Trong các hệ thống nguyên khối, các ứng dụng doanh nghiệp khác nhau chia sẻ một bộ lưu trữ dữ liệu logic duy nhất. Đồng thời, mọi dịch vụ thường duy trì việc quản lý dữ liệu của mình trong một hệ thống microservice.
Kiên cường trước thất bại
Kiến trúc microservices được tạo ra để xử lý các lỗi. Việc một dịch vụ bị hỏng là khá khả thi vì nhiều dịch vụ khác nhau tương tác với nhau. Trong những trường hợp này, người dùng nên nhẹ nhàng thoát khỏi hệ thống trong khi cho phép các dịch vụ gần đó tiếp tục hoạt động. Tuy nhiên, việc quản lý các dịch vụ siêu nhỏ giúp giảm thiểu khả năng xảy ra sự cố. Yêu cầu này làm cho microservices khó khăn hơn so với thiết kế nguyên khối.
tiến hóa
Kiến trúc microservice là một cấu trúc tiến hóa và phù hợp với các mạng tiến hóa. Trong các hệ thống như vậy, không thể dự đoán đầy đủ máy nào sẽ liên hệ với chương trình của bạn trong tương lai. Nhiều chương trình bắt đầu với thiết kế nguyên khối hướng miền nhưng dần dần có thể được thay đổi thành vi dịch vụ giao tiếp qua kiến trúc nguyên khối trước đó bằng cách sử dụng cổng API khi có nhu cầu mới.
Lợi ích của microservice
Cấu trúc thành phần riêng biệt của kiến trúc microservices có nhiều lợi ích. Mỗi tính năng chúng tôi đã đề cập ở trên đều góp phần vào việc này. Nhiều sản phẩm phần mềm được xây dựng ngày nay dựa trên tự động hóa cơ sở hạ tầng và microservice có thể hỗ trợ điều tương tự. Một số ưu điểm của kiến trúc microservice mà bạn nên biết là:
nhanh nhẹn
Có thể tổ chức các nhóm nhỏ hơn, tự chủ chịu trách nhiệm về hoạt động của mình thông qua việc sử dụng các vi dịch vụ nhanh nhẹn. Nhân viên được phép làm việc tự chủ và hiệu quả hơn trong một môi trường hạn chế, xác định. Họ không phải lo lắng về hiệu quả và hoạt động của các nhóm và thành phần phát triển khác. Thời gian chu kỳ phát triển được rút ngắn. Điều này có thể làm tăng thông lượng tổng thể của doanh nghiệp.
quy mô thích ứng
Mỗi hoạt động có thể tự động mở rộng để đáp ứng các yêu cầu đối với phần mềm mà nó hỗ trợ, nhờ vào các dịch vụ siêu nhỏ. Điều này giúp các nhóm phát triển có thể điều chỉnh quy mô phù hợp các yêu cầu tự động hóa cơ sở hạ tầng của họ, tính toán chi phí của một chức năng và đảm bảo tính khả dụng của dịch vụ trong trường hợp nhu cầu gia tăng. Nhiều khả năng doanh nghiệp sẽ cần mở rộng một đơn vị sản phẩm nhất định hơn là toàn bộ sản phẩm. Quá trình này được thực hiện đơn giản hơn đáng kể với kiến trúc microservices.
triển khai đơn giản
Việc tích hợp kinh doanh và triển khai có thể thực hiện được nhờ các dịch vụ siêu nhỏ, giúp việc thử nghiệm các khái niệm mới trở nên đơn giản và thu nhỏ lại nếu có điều gì đó không phù hợp. Giá thất bại thấp khuyến khích đổi mới và tạo điều kiện cập nhật mã. Bạn chỉ có thể dẫn đầu đối thủ khi có ý tưởng mới và kiến trúc microservice giúp việc này trở nên dễ dàng hơn.
Độc lập về kỹ thuật
Kiến trúc microservices không tuân theo triết lý một cho tất cả. Các nhóm có thể chọn giải pháp lý tưởng để giải quyết các vấn đề cụ thể của họ. Cùng một mô hình hoặc công cụ có thể chỉ hoạt động đối với một số thành phần và theo nhu cầu của họ, họ có thể chọn những thứ họ muốn. Điều này mang lại cho từng mô-đun và đến lượt từng nhóm làm việc với nó sự độc lập về kỹ thuật.
mã tái sử dụng
Mã đã được chia thành các thành phần dễ quản lý, được xác định rõ ràng cho phép các nhóm sử dụng các chức năng của nó theo nhiều cách khác nhau. Một dịch vụ được tạo ra cho một mục đích cụ thể có thể là nền tảng cho một chức năng khác. Do đó, các lập trình viên có thể thêm các tính năng mới vào ứng dụng mà không cần bắt đầu lại từ đầu bằng mã của họ. Giải pháp thay thế là viết mã tương tự lặp đi lặp lại, điều này là dư thừa và gây khó chịu cho các nhà phát triển.
khả năng phục hồi
Một số lỗi và sai lầm chắc chắn sẽ xảy ra trong một chương trình phần mềm phức tạp. Sẽ không hiệu quả nếu toàn bộ hệ thống phải ngừng hoạt động chỉ vì lỗi ở một thiết bị. Khả năng phục hồi của một chương trình đối với các lỗi được tăng lên thông qua quyền tự chủ của dịch vụ. Một kiến trúc nguyên khối khiến cho sự cố của một phần tử có thể làm hỏng toàn bộ chương trình. Các chương trình sử dụng vi dịch vụ phản ứng với sự cố toàn bộ dịch vụ bằng cách giảm khả năng thay vì thu gọn. Chỉ phần tử sự cố cần được khắc phục và các mô-đun khác có thể tiếp tục hoạt động như bình thường.
Làm cách nào để tôi bắt đầu với kiến trúc vi dịch vụ?
Như chúng ta đã thấy ở trên, kiến trúc microservice có một số ưu điểm. Đó là một lựa chọn tốt để xem xét cho dự án tiếp theo của bạn. Nhưng bạn bắt đầu ở đâu? Một cấu trúc cơ bản mà bạn có thể làm theo là bắt đầu với một hệ thống nguyên khối và chuyển sang kiến trúc vi dịch vụ sau đó. Bạn có thể chia và sắp xếp nhân viên của mình thành các nhóm và phân công công việc cho họ.
Sẽ rất hữu ích nếu bạn nhớ có cấu trúc thiết kế chức năng khi bắt đầu với microservice. Việc triển khai và lưu trữ các thành phần riêng biệt một cách độc lập cũng rất quan trọng. Cố gắng sử dụng các tùy chọn quản lý dữ liệu dành riêng cho dịch vụ. Nó cũng giúp áp dụng công nghệ tốt nhất mà bạn có thể tìm thấy và tập trung hóa các hoạt động.
Ví dụ về microservice
Nhiều công ty công nghệ nổi tiếng sử dụng microservice cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm đơn giản hóa kiến trúc của họ, tăng tốc phát triển phần mềm cũng như cải thiện khả năng phản hồi và khả năng cập nhật của hệ thống. Sự phát triển của các kỹ thuật tự động hóa cơ sở hạ tầng cũng đã góp phần vào việc áp dụng rộng rãi kiến trúc. Dưới đây là một số công ty dẫn đầu thị trường sử dụng kiến trúc microservice trong hệ thống của họ:
amazon
Trang web thương mại của Amazon là một khối nguyên khối có các liên kết phức tạp giữa các hoạt động nhiều tầng của nó khi nó bắt đầu. Điều này đòi hỏi sự phát triển phần mềm cẩn thận bất cứ khi nào cần thực hiện nhiệm vụ cập nhật hoặc khả năng mở rộng để đảm bảo không có lỗi nào xảy ra. Chiến lược này là phổ biến vào thời điểm đó. Kiến trúc nguyên khối được sử dụng để phát triển các sáng kiến công nghệ quy mô lớn do các tập đoàn lớn thực hiện.
Nhưng khi cơ sở người dùng của Amazon tăng lên, họ đã thuê thêm người làm việc trên đó, điều này dẫn đến cơ sở mã lớn hơn. Do đó, kiến trúc trở nên khó thay đổi hơn, làm tăng chi phí xử lý và kéo dài vòng đời phát triển.
Để giải quyết những vấn đề này, Amazon đã chia nhỏ các hệ thống lớn, nguyên khối của mình thành các ứng dụng doanh nghiệp tự trị, nhỏ hơn. Các nhà phát triển đã kiểm tra mã nguồn trong giai đoạn đầu tiên và các phần mã bị cô lập thực hiện một mục đích duy nhất. Các đơn vị sau đó được đặt bên trong một lớp dịch vụ web sau khi quá trình này kết thúc. Ví dụ: các mô-đun khác nhau được tạo cho các nút và máy tính khác nhau. Hiện tại, Amazon phát triển và phân phối các sản phẩm như AWS và Apollo, giúp các doanh nghiệp khác sử dụng microservice dễ dàng hơn.
Netflix
Netflix là công ty tiên phong trong ngành kiến trúc vi dịch vụ, giống như Amazon. Khi gã khổng lồ phát trực tuyến gặp phải một số thách thức về khả năng mở rộng và gián đoạn dịch vụ, việc di dời của nó bắt đầu vào năm 2008.
Khi một hệ thống quản lý dữ liệu của Netflix gặp sự cố, chặn việc vận chuyển DVD tới người đăng ký trong ba ngày, công ty nhận ra rằng đã đến lúc chuyển sang microservices. Netflix đã chọn Amazon Web Services ( AWS) làm nhà cung cấp đám mây để hoàn thành các mục tiêu di chuyển lên đám mây của mình.
Năm 2009, Netflix bắt đầu chuyển đổi kiến trúc nguyên khối, từng chức năng một, thành kiến trúc vi dịch vụ. Nó bắt đầu bằng cách chuyển đổi nền tảng viết kịch bản phim không hướng tới người dùng để chạy trên đám mây AWS bằng kiến trúc vi dịch vụ đơn độc. Nó bắt đầu chuyển các hệ thống tiêu dùng của mình sang microservice ngay sau đó và hoàn thành quá trình vào năm 2012.
Uber
Vì các rào cản mở rộng, Uber cũng quyết định thoát ra khỏi cấu trúc nguyên khối, tương tự như Amazon và Netflix. Mạng chia sẻ chuyến đi gặp khó khăn khi kết hợp các hoạt động quốc tế đang mở rộng nhanh chóng, cũng như sự thiếu hiệu quả trong việc tạo và giới thiệu các dịch vụ mới. Nó đã đạt đến mức mà ngay cả những nâng cấp và điều chỉnh hệ thống cơ bản cũng cần những lập trình viên có tay nghề cao do cấu trúc ứng dụng phức tạp.
Uber đã chia ứng dụng nguyên khối của mình thành một kiến trúc vi dịch vụ được cung cấp bởi đám mây để giải quyết các vấn đề mà nó mang lại. Các dịch vụ siêu nhỏ cụ thể dành cho hoạt động của công ty, chẳng hạn như quản lý dữ liệu du lịch và quản lý khách hàng, đã sớm ra đời.
Microservices có phải là tương lai
Kiến trúc microservices là một khái niệm mạnh mẽ với những lợi thế đáng kể để phát triển và triển khai các hệ thống của công ty. Một số lập trình viên và công ty đã và đang sử dụng các chiến lược để khai thác các cổng API có thể được phân loại là vi dịch vụ mà không bao giờ sử dụng biệt danh hoặc thậm chí xác định hành vi của chúng là SOA.
Một số ngăn xếp công nghệ cố gắng giải quyết các sự cố mà kiến trúc microservices cố gắng khắc phục, chẳng hạn như UDDI. Tuy nhiên, chúng rất phức tạp để thực hiện và thường không được sử dụng trong các hệ thống mới hơn. Xem xét mức độ phức tạp ngày càng tăng và nhu cầu giao tiếp của các chương trình SaaS , công nghệ thiết bị đeo được và Internet vạn vật, rõ ràng là kiến trúc microservices có một tương lai tốt đẹp.
Một vấn đề mà các microservice phải đối mặt là mỗi đơn vị ngày càng trở nên phụ thuộc vào nhau hơn theo thời gian. Cổng API, cũng như khám phá dịch vụ, khá hữu ích trong tình huống này. Xây dựng Cổng API cho phép tất cả người dùng truy cập thông qua một điểm duy nhất để Cổng API có thể cung cấp nhiều API khách hàng khác nhau. Cổng API có thể sử dụng thêm các biện pháp bảo mật, chẳng hạn như xác nhận ủy quyền của khách hàng để gửi yêu cầu.
AppMaster trợ giúp như thế nào?
Như chúng tôi đã đề cập trước đây, phát triển không cần mã đang thực sự định nghĩa lại cách các nhà phát triển tiếp cận mã hóa. Nó giúp những người bình thường có thể xây dựng ý tưởng của họ thành các sản phẩm phần mềm ngay cả khi không có ngôn ngữ hoặc kinh nghiệm lập trình khác. Những tiến bộ của nhiều nền tảng và công cụ hữu ích không có mã cũng đã giúp quá trình này trở nên dễ dàng hơn.
AppMaster là một trong những nền tảng như vậy, nơi bạn có thể xây dựng sản phẩm của mình từ đầu , ngay cả khi không cần viết mã! Bạn có thể tạo mã cho tất cả các loại ứng dụng và không phải lo lắng về việc thuê cả một nhóm các nhà phát triển. Đây là một quá trình đơn giản hơn và ít tốn kém hơn. Bạn không cần phải lo lắng về quyền sở hữu mã bạn tạo, vì nó sẽ chỉ thuộc về bạn.
Là một phong cách kiến trúc hiện đại, kiến trúc microservices là một phong cách kiến trúc rất tốt và ổn định để phát triển các ứng dụng và dự án phức tạp. Nền tảng của AppMaster được xây dựng trên nguyên tắc phụ trợ microservice và mặt trận microservice. Mọi thứ đều có quy mô linh hoạt nhờ phong cách kiến trúc. Điều này có nghĩa là có thể tự động mở rộng quy mô nếu chúng tôi tăng tải trên một số thành phần. Điều này là nhờ sự tách biệt của tất cả các thành phần trong kiến trúc microservice.
Thay vì phải mở rộng quy mô toàn bộ sản phẩm, vốn có thể chiếm các tài nguyên không cần thiết, giờ đây chúng tôi có thể mở rộng quy mô chỉ một thành phần sẽ thực hiện cụ thể một tác vụ được yêu cầu cụ thể. Hơn nữa, chúng tôi cung cấp cho khách hàng của mình các chương trình phụ trợ vi dịch vụ với sự trợ giúp của một nhà thiết kế thông qua nền tảng của chúng tôi. Họ có thể tạo nhiều vi dịch vụ phụ trợ chỉ bằng nền tảng của chúng tôi.
Sự kết luận
Nếu bạn hoàn toàn mới làm quen với hệ thống kiến trúc microservices, thì tốt hơn là nên bắt đầu từ quy mô nhỏ. Bắt đầu dự án của bạn với một hoặc hai thành phần hoặc mô-đun. Với thời gian và kinh nghiệm, bạn có thể từ từ mở rộng quy mô. Quá trình này sẽ dễ dàng hơn một chút nếu bạn đã có một hệ thống nguyên khối cơ bản.
Chúng ta đã biết kiến trúc microservice là gì và nó mang lại nhiều lợi ích gì. Các ứng dụng hiện đại không thể hoạt động với phong cách kiến trúc nguyên khối mà không gặp phải sự cố cuối cùng. Mặc dù kiến trúc microservice có một số phức tạp, nhưng nó là sự lựa chọn tốt hơn nhiều so với đối tác của nó. Kiến trúc microservice giúp các ứng dụng phần mềm có thể mở rộng quy mô và trở nên sáng tạo hơn.
