Почему пора переходить с монолитов на микросервисы

По мере усложнения приложений разработчики и инженеры ищут способы создания гибких и масштабируемых программных решений. В этом ключе 60% технологических компаний, включая таких гигантов, как Spotify и Amazon, перешли на микросервисы.

В соответствии с этой тенденцией любой передовой технологической компании следует подумать о переходе от монолитной архитектуры к микросервисам.

Но прежде чем приступить к процессу миграции, необходимо разработать четкую и осуществимую стратегию, обеспечивающую плавный переход. В этой статье вы узнаете о преимуществах и проблемах перехода на микросервисы.

Краткий обзор монолитов и микросервисов

Монолитная архитектура — это система, в которой все операции, хранение данных и обработка запросов выполняются универсальной кодовой базой.

Традиционно монолиты содержат пользовательский интерфейс на стороне клиента, приложение на стороне сервера и базу данных. Приложение на стороне сервера получает и обрабатывает запросы, выполняет логику предметной области, возвращает данные из базы данных и представляет их запрашивающей стороне (клиенту) в пользовательском интерфейсе.

Хотя монолитные экосистемы существуют в основном в устаревших приложениях, некоторые разработчики все еще используют эту архитектурную модель для простых программ и экспериментальных приложений.

И наоборот, микросервисы относятся к архитектуре программного обеспечения, которая содержит несколько служб, отвечающих за определенные операции. Микросервисная архитектура также известна как сервис-ориентированная архитектура (SOA).

Ниже приведены основные атрибуты архитектуры микросервисов:

1. Единая ответственность . Каждая служба обрабатывает исключительно одну операцию.
2. Независимость. Несмотря на то, что они работают в тандеме с другими микрослужбами, каждая служба функционирует как отдельная сущность. Вы можете развертывать, повторно использовать и обновлять каждый из них независимо.
3. Умные конечные точки. Каждая составляющая микрослужба следует уникальной доменной логике и взаимодействует через HTTP, AMQP или TCP.
4. Дизайн, управляемый доменом. Этот подход основан на программировании модели, которая хорошо понимает процессы и правила предметной области.
5. Модульность. Микросервисы являются модульными, поскольку они содержат заменяемые компоненты или модули в рамках экосистемы. В результате команды могут независимо масштабировать и обновлять различные модули.
6. Доказательство отказа. Использование микросервисов устраняет из системы единые точки отказа. Если один модуль выйдет из строя, остальные микросервисы останутся работоспособными.

Причины перехода на микросервисы

Если ваш бизнес стоит на пороге перехода на микросервисы, ваши колебания понятны. Давайте обсудим некоторые веские причины, по которым имеет смысл переход на SOA.

Улучшает масштабируемость

Монолиты трудно масштабировать, поскольку изменения в одном модуле требуют полного повторного развертывания всего приложения. Но с помощью микросервисов команды могут сделать систему более масштабируемой, не нарушая другие функции.

Netflix перешел с монолитной архитектуры на SOA, чтобы сделать свою систему более масштабируемой. Поскольку пул пользователей компании продолжал расширяться, разработчики предсказали, что существующая экосистема разработки больше не сможет справляться с потоком данных и контента.

С этой целью инженеры Netflix начали отделять такие службы, как кодирование видео и регистрация пользователей, в виде независимых модулей.

Повышает гибкость

Жесткость и отсутствие гибкости монолитов затрудняют адаптацию к современным платформам и технологиям. И наоборот, микросервисы дают инженерам больше возможностей для экспериментов и интеграции новых технологий.

EBay внедрила RESTful API в рамках усилий компании по отказу от устаревшей монолитной архитектуры. Таким образом, компания смогла развернуть библиотеку компонентов, поддерживающую такие функции, как Dark Mode.

Повышает производительность

При работе с монолитами инженеры могут работать только в рамках базовой архитектуры. Но с помощью микросервисов несколько команд могут одновременно работать над одним и тем же приложением. Следовательно, это обеспечивает эффективное использование времени и ресурсов, повышая производительность по всем направлениям.

Сокращает время выхода на рынок

Хотя монолиты легче построить, они работают только для простых приложений, программного обеспечения для проверки концепции (PoC) и минимально жизнеспособных продуктов (MVP).

При работе над сложными приложениями, такими как приложения для совместного использования, монолиты могут нарушить временную шкалу, ограничив диапазон свободы, которой могут наслаждаться инженеры.

В качестве альтернативы, использование SOA добавляет дополнительные степени свободы, повышает эффективность процессов и, следовательно, сокращает время выхода на рынок.

Укрепляет безопасность

Ошибки в монолитной архитектуре делают всю систему уязвимой для сбоев и возможных атак вредоносного ПО (DDOS, SQL-инъекции и т. д.). Но эти уязвимости менее критичны при использовании микросервисов.

Хотя несколько модулей SOA создают несколько точек атаки, сбой одного модуля не означает гибели всей экосистемы.

Упрощает операции по техническому обслуживанию

Отладка сложного монолита — изнурительная задача для разработчиков, особенно при работе со старой кодовой базой. Даже если команда может легко определить неисправность, им все равно необходимо повторно развернуть всю инфраструктуру.

Однако вы можете сократить усилия, затрачиваемые на повторное развертывание, за счет перехода на микросервисы. Вам нужно только исправить и повторно развернуть затронутые модули, а не всю архитектуру приложения.

Одним из недостатков использования SOA является то, что вам может быть трудно обнаружить точную точку отказа в сложных многоуровневых системах. Но с помощью современных инструментов мониторинга, таких как Netsparker, вы можете быстро отследить эти недостатки.

Способствует общению и росту в команде

Когда приложение опирается на монолиты, каждая команда должна сосредоточиться на конкретном аспекте архитектуры, что приводит к избыточности, бюрократическим узким местам и увеличению сроков.

С другой стороны, микросервисы используют для связи API. Для достижения этой цели командам необходимо создавать функции, которые работают как внутри, так и снаружи.

Когда Amazon перешла от монолитов к микросервисам, компания создала собственные API-интерфейсы веб-сервисов для связи с остальным миром.

Большие пушки делают это

Да, прыгать на подножку — не всегда лучший бизнес-подход к разработке программного обеспечения. Но, как мы уже упоминали, такие движущие силы инноваций, как Amazon, поддерживают микросервисы. Эта поддержка со стороны технологических гигантов делает привлекательной идею внедрения сервис-ориентированной архитектуры.

Но прежде чем переходить от монолитов к микросервисам, взвесьте все за и против каждой модели в каждом конкретном случае.

Проблемы перехода от монолита к микросервисам

Данные O'Reilly показывают, что около 62% компаний добились определенного уровня успеха после перехода на микросервисы.

Однако такие компании, как Shopify, по-прежнему поддерживают модульную версию своей монолитной архитектуры, потому что это помогает им максимизировать производительность. При переходе на SOA возникает несколько препятствий, которые каждая команда должна учитывать перед миграцией.

Вот основные проблемы, связанные с переносом вашего приложения с монолитов на микросервисы.

Делает систему более сложной

Добавление дополнительных модулей к существующей архитектуре усложняет управление. Вместо того, чтобы сосредотачиваться на одной кодовой базе, теперь вам нужно беспокоиться о нескольких кодовых базах, выполняющих разные операции. И не только это, документация будет продолжать увеличиваться по мере поступления в систему новых модулей или микросервисов.

Усложняет процессы тестирования

С микросервисами теперь вам придется беспокоиться об отладке кода для нескольких распределенных серверов, а не только на одном. Это препятствие продлевает усилия по проверке кода и задерживает внедрение новых изменений перед развертыванием.

Требуются новые наборы навыков

Когда вы добавляете новые модули, вам нужно найти разработчиков и инженеров, которые могут работать с базовым языком программирования. Ваша команда DevOps должна будет обновить свои наборы навыков или нанять новых членов команды, чтобы восполнить пробел в навыках.

Увеличивает стоимость разработки

Поскольку теперь вам нужно добавить больше сервисов, расширить усилия по тестированию и улучшить наборы навыков, общая стоимость миграции увеличится. В некоторых случаях, как показал Spotify, придерживаться монолита и делать необходимые обновления — более экономичный вариант.

Лучшая стратегия миграции монолитов на микросервисы

Миграция на микросервисы ни в коем случае не является надежным подходом. Ошибки и отсутствие подготовки могут разрушить приложение, что приведет к заброшенным проектам и напрасной трате ресурсов.

Итак, мы собрали лучшие практики, чтобы обеспечить плавный переход на микросервисы.

Собрать кросс-функциональную команду

Самая распространенная ошибка, которую совершают большинство компаний, заключается в том, что они погружаются в работу по миграции, прежде чем создать правильную команду.

В отличие от традиционной монолитной архитектуры, работа с микросервисами требует усилий кросс-функциональных команд, состоящих из разработчиков, QA-специалистов и инженеров.

Рассмотрите возможность создания усовершенствованной стратегии DevOps для создания, тестирования и развертывания приложений при переходе на микросервисы. И если членам вашей команды не хватает навыков для выполнения процедуры миграции, это идеальное время, чтобы повысить их квалификацию.

Определите зависимые компоненты

С командой ваши инженеры могут начать деконструкцию монолитной архитектуры, уделяя особое внимание конвейерам непрерывной доставки и системе управления API.

Кроме того, ваша команда должна отдавать приоритет компонентам, которые могут быть отделены друг от друга, не затрагивая клиентские приложения, работа которых зависит от монолита. Такие инструменты, как Sonargraph Explorer, могут помочь вам определить зависимости компонентов на основе установленной иерархии.

Разделение компонентов

Во время миграции никогда не следует отделять все компоненты сразу. Наилучшая стратегия заключается в разделении пограничных сервисов, прежде чем переходить к тем, которые глубоко встроены в существующий монолит.

Начав с пограничных случаев, ваша команда сможет «потерпеть неудачу раньше» и конкретизировать все операционные предпосылки, прежде чем переходить к критически важным компонентам.

Технический эксперт Мартин Фаулер предлагает возможности разделения, которые претерпевают частые изменения, такие как персонализация клиентов в системе управления розничной торговлей.

Используйте API для вашего удаленного пользовательского интерфейса

Во время миграции пользователи по-прежнему будут взаимодействовать с вашим приложением. Чтобы убедиться, что они могут получить доступ к программному обеспечению, используйте API для обработки всех случаев доступа к данным. Кроме того, унифицированный API должен быть обратно совместим.

В соответствии с дизайном, управляемым доменом (DDD) Эрика Эвана, API должен обеспечивать уровень защиты от повреждений для преобразования запросов между подсистемами, составляющими монолитные и микросервисные приложения.

Перенос монолита на макросервисы, а затем на микросервисы

Разделение монолитной архитектуры на слишком большое количество микросервисов приводит к созданию сверхсложной распределенной системы, отлаживать которую будет кошмаром.

Чтобы избежать этой ненужной тяжелой работы, начните с разбиения монолита на большие части (макрослужбы), которые совместно используют одни и те же хранилища данных, а затем разделите их на более мелкие независимые части (микрослужбы).

Например, если у вас есть монолит для приложения для заказа еды, макросервис может обрабатывать «Заказы», ​​а составные микросервисы могут управлять подзадачами, такими как сортировка, оплата и доставка.

Вы можете использовать модель зрелости Ричардсона, чтобы отделить сервисы на основе REST.

Протестируйте и разверните

На каждом этапе всегда проводите тесты для отладки приложения и выявления логических ошибок в архитектуре. Используйте методы интеграционного тестирования, чтобы установить взаимосвязь между перенесенными данными и оставшимися фрагментами в монолите.

Вы также можете протестировать элементы управления доступом, чтобы убедиться, что пользователи не просматривают данные из старой базы данных. После этого вы можете развернуть только что созданные микросервисы.

Отличным подходом к развертыванию микросервисов является модель эволюционной архитектуры. При таком подходе ваша команда может внедрять дополнительные разработки в основные инженерные практики. Эта эволюционная модель подходит для постоянно меняющейся экосистемы разработки программного обеспечения.

Вывод

Миграция с монолитов на микросервисы сегодня кажется легкой задачей для компаний-разработчиков программного обеспечения. Но прежде чем переносить свое приложение с монолитов на микросервисы, постарайтесь понять преимущества и возможные проблемы. Соберите правильную команду для выполнения процедуры миграции, не нарушая работу пользователей и внутренние операции.

В конечном счете, всегда тестируйте каждый новый компонент и функцию в новой микросервисной архитектуре перед развертыванием.