Мікросервісна архітектура: плюси та мінуси
Мікросервісна архітектура — альтернатива моноліту, який передбачає єдине розгортання всього додатка. Хоча монолітну архітектуру легше реалізувати, пізніше це створить проблеми масштабованості, уповільнить процес розробки нових функцій, а помилка в модулі може зруйнувати весь додаток. У матеріалі розберемо переваги та недоліки мікросервісної архітектури, а також подивимося, які мови програмування найбільше підходять для мікросервісів.
* Мікросервісна архітектура — це варіант архітектури ПЗ, в основі якої лежать мікросервіси та їх взаємодія.
* Мікросервіси — невеликі, слабко пов’язані модулі, які можна легко змінити.
Основний принцип архітектури — створення додатка, у якому компоненти його бізнес-логіки діляться на невеликі сервіси, які можна розгортати та використовувати незалежно один від одного. Така архітектура дає командам оптимізувати випуск релізів.
Як працює мікросервісна архітектура
Розглянемо мікросервісну архітектуру на прикладі розробки ПЗ для електронної комерції. Ми можемо виділити певні компоненти: систему автентифікації користувачів, кошик з вибраними товарами та систему білінгу для їх оплати.
Розробляючи таку систему за допомогою мікросервісної архітектури, за кожну область відповідатиме окремий мікросервіс. А за кожен мікросервіс, наприклад, розробку кошика — окремий розробник чи команда, якщо компанія є досить великою. Для кошика будуть прописані графіки релізів та плани розгортання. Кошик буде незалежною одиницею ПЗ, яку за бажання можна повністю переписати, не впливаючи на інші мікросервіси. Також при розробці кошика буде можливість використовувати стек технологій, відмінний від стека інших мікросервісів платформи.
Переваги мікросервісів
- Модульність. За конкретні операції відповідають окремі частини додатку.
- Надійність. При відмові одного з мікросервісів порушується робота тільки тих функцій, за які він відповідає. Це не зможе пошкодити програму повністю.
- Змінюваність. Можна змінити мікросервіс незалежно від інших сервісів системи.
- Масштабованість. Можна будь-якої миті додати або видалити модуль. Якщо мікросервіс досягне граничного навантаження, можна буде розгортати нові екземпляри сервісу у сусідньому кластері.
- Тестованість. Нові функції можна тестувати відразу в продакшені. Достатньо впровадити їх для деяких сегментів користувачів, щоб перевірити, як вони працюватимуть.
- Незалежна робота команд. Команди, що працюють із мікросервісами, можуть працювати без прив’язки до інших команд. Це дозволяє швидше реалізовувати та постачати нові функції.
- Більше уваги до якості. Кожен мікросервіс відповідає за певні бізнес-завдання. Команди, які працюють над мікросервісами прагнуть дати кращий результат, тому що розуміють, що на цьому етапі він залежить тільки від них.
Недоліки мікросервісів
- Зростання витрат на інфраструктуру
З кожним мікросервісом зростають і витрати: на комплект тестів, інструкції з розгортання, інфраструктуру хостингу, інструменти моніторингу і т. д.
- Додатковий рівень комунікації
Щоб ефективно координувати оновлення та інтерфейси, потрібен ще один рівень комунікації між командами, що працюють над архітектурою мікросервісів. Це призводить до додаткових організаційних витрат.
- Середовище розробки стає складнішим
Те, що проєкт ділиться на багато мікросервісів, створює ще одну проблему: складність відтворювати розподілену архітектуру під час налаштування локальної розробки.
Яка мова програмування підходить?
Хоча мікросервісна архітектура дозволяє використовувати різні технології в кожному мікросервісі, ефективнішим рішенням буде стандартизований стек всього додатку. Тепер розберемо, які технології підходять для мікросервісної архітектури: Java, Node.js, Python, Go, C#.
Мікросервісна архітектура Java
Java підходить для розробки мікросервісів завдяки своїй кросплатформності та безлічі бібліотек. Ще один плюс — зрозумілий синтаксис анотацій, який підвищує читабельність коду, що дуже важливо під час роботи зі складними системами.
Багато стандартів Java Enterprise Edition підходять для мікросервісних програм. Наприклад, JAX-RS — Java API для вебсервісів RESTful, JPA — Java Persistence API для обробки даних та CDI для впровадження залежностей та управління життєвим циклом.
Декілька фреймворків для розробки мікросервісної архітектури Java:
- Spring Boot — працює поверх різних мов для аспектно-орієнтованого програмування.
- Dropwizard — середовище мікросервісів Java, яке збирає стабільні бібліотеки Java у простий та легкий пакет.
- Restlet — допомагає створювати більш досконалі веб-API, відповідні архітектурній моделі REST.
- Spark — одна з кращих платформ мікросервісів Java, спрощує створення вебдодатків на Java 8 і Kotlin.
Мікросервісна архітектура Golang
Golang чи Go теж підходить для розробки мікросервісів. У цьому питанні він популярний завдяки паралелізму та підтримці API. Паралелізм дозволяє одночасно запускати та керувати декількома обчисленнями, що допоможе підвищити продуктивність різних машин та ядер.
Go дозволяє створювати великі та складні програми. І в контексті мікросервісів можна виділити два фреймворки:
- Go-micro — це інфраструктура дистанційного виклику процедур (RPC). Її переваги: балансування навантаження, серверні пакети та кодування повідомлень.
- Go kit — набір інструментів та бібліотек для створення мікросервісів на Go. Головна відмінність від Go-micro у тому, що kit необхідно імпортувати у бінарний пакет. Крім цього, він покращений для явних залежностей і предметно-орієнтованого проєктування.
У мікросервісної архітектури Go простий синтаксис та якісна підтримка тестування. Вона спрощує написання надійних тестів та їх вбудовування у робочі процеси.
Мікросервісна архітектура Python
Python — мова програмування високого рівня з активною підтримкою інтеграції з різними технологіями. Python дозволяє швидко та відносно просто створювати прототипи. Мікросервіси Python сумісні із застарілими мовами, що дозволяє створювати інтерфейси вебсервісів для розміщення мікросервісів.
У розробці мікросервісів Python використовується підхід RESTful API — комплексний спосіб використання вебпротоколів та ПЗ для віддаленого управління об’єктами. Це спрощує контроль програми, оскільки за допомогою цієї технології стає простіше контролювати програму, оскільки тепер вона розбита на компоненти. Існує широкий спектр фреймворків мікросервісів Python на вибір для створення вебдодатків. Ось деякі з них
- Flask — Найпопулярніший фреймворк на основі Jinja2 та Werkzeug.
- Falcom — дозволяє створювати проксі, хмарні API та серверні частини програм.
- Nameko — фреймворк мікросервісів Python, який дозволяє зосередитись на логіці програми.
- CherryPy — об’єктноорієнтована вебінфраструктура Python.
Мікросервісна архітектура Node.js
В останні роки Node.js стала частим вибором для мікросервісної архітектури.
Завдяки середовищу виконання V8, мікросервіси Node.js дуже швидко розв’язують задачі, пов’язані з введенням-виводом. Все тому, що при запуску Node.js не блокує основний потік, а відправляє задачі для виконання внутрішніми потоками демона введення-виводу. Тому це гарний вибір для подібних завдань.
Декілька фреймворків:
- Nest.js — спочатку написаний на TypeScript фреймворк, який використовує JavaScript. Стане в пригоді для розробки масштабованих додатків.
- Moleculer — швидке та потужне опенсорсне середовище для мікросервісів для Node.js.
- LoopBack — розширюваний фреймворк Node.js і TypeScript з відкритим вихідним кодом, заснований на Express. Це дозволяє швидко створювати API та мікросервіси, що складаються із серверних систем, таких як бази даних та сервіси SOAP або REST.
Мікросервісна архітектура C#
C# — гарний варіант для мікросервісної архітектури завдяки інтегрованому середовищу розробки Visual Studio, підтримці Microsoft і зручності розробки ПЗ для Windows.
ASP.NET Core — фреймворк для створення кросплатформних мікросервісів. Його переваги у простому розгортанні в хмарі та різних операційних системах — Windows, Linux та macOS. Ще одна причина вибрати цей фреймворк — він став одним із перших фреймворків, у якому з’явилися рішення на основі архітектури мікросервісів.
Підсумок
У мікросервісної архітектури багато переваг, хоч є і свої недоліки. Попри масштабованість, зручність зміни окремих сервісів та відсутність ризику зламати програму повністю, іноді краще використовувати моноліт. Особливо, якщо ви не знайомі з мікросервісами, перехід на мікросервісну архітектуру може лише додати проблем. Якщо ваша програма досить велика і вимагає масштабованості, монолітні рішення вам точно не підійдуть. Тому вище ви можете обрати найкращий фреймворк під ваші завдання.