03/28/2024

Când, de ce și cum să faci tranziția

Trebuie să gândiți cu înțelepciune înainte de a lua decizii privind migrarea unei aplicații monolitice la un echivalent de microservicii. Trecerea cu vederea la momentul potrivit pentru a face pasul de migrare vă poate împinge mult în spatele concurenței.

În ultimii ani, trecerea de la arhitectura monolitică la arhitectura de microservicii a devenit o tendință populară în dezvoltarea de software. Pe măsură ce organizațiile caută să îmbunătățească scalabilitatea și flexibilitatea aplicațiilor lor, trecerea de la o arhitectură monolitică la una de microservicii a devenit o opțiune din ce în ce mai populară. Dar ce este exact această tranziție și de ce ar putea fi alegerea potrivită pentru organizația ta?

Acest articol explorează diferențele dintre arhitecturile monolitice, N-tier și microservicii. De asemenea, discută când și cum să migrați la o arhitectură de microservicii.

Să ne scufundăm! 😀

Ce este arhitectura monolitică?

Arhitectura monolitică este un model de proiectare software în care o întreagă aplicație este construită ca o singură unitate autonomă. Într-o arhitectură monolitică, toate componentele aplicației, inclusiv interfața cu utilizatorul, logica de afaceri și stocarea datelor, sunt combinate într-o singură bază de cod.

Pro 👍

  • Simplitate: O arhitectură monolitică este ușor de înțeles și de lucrat.
  • Implementare ușoară: o aplicație monolitică este o singură unitate, ceea ce o face ușor de implementat.
  • Performanță îmbunătățită: Comunicarea între componente într-o aplicație monolitică este mai rapidă, ceea ce duce la o performanță îmbunătățită.
  • Economii de costuri: O arhitectură monolitică poate fi mai puțin costisitoare de dezvoltat decât alte arhitecturi.
  • Familiaritate: Mulți dezvoltatori sunt familiarizați cu arhitecturile monolitice și ar putea prefera această abordare.

Contra 👎

  • Probleme de flexibilitate: Schimbarea unei componente poate afecta întregul sistem într-o arhitectură monolitică.
  • Dificultăți de scalare: scalarea unei aplicații monolitice necesită scalarea întregului sistem.
  • Costuri de întreținere mai mari: Menținerea unei arhitecturi monolitice poate fi costisitoare și consumatoare de timp pe măsură ce aplicația crește și devine mai complexă.
  • Reutilizarea limitată a codului: poate să nu fie ușor să reutilizați codul în diferite părți ale aplicației într-o arhitectură monolitică.

Ce este arhitectura cu mai multe niveluri?

În arhitectura cu mai multe niveluri, împărțim un sistem în mai multe straturi sau niveluri. Aceste straturi lucrează împreună pentru a îndeplini o funcție specifică. În primul rând, fiecare strat este responsabil pentru un anumit aspect al sistemului. Apoi, ei comunică între ei pentru a îndeplini o sarcină.

În general, această arhitectură lucrează la separarea preocupărilor și utilizează straturi pentru fiecare sarcină specifică. De exemplu, următoarea imagine arată o arhitectură cu trei niveluri pentru o aplicație MVC tipică. Stratul de model se ocupă de sursele de date, iar vizualizarea servește ca strat de prezentare. Controlerul acționează ca un handler între model și straturile de vizualizare.

O arhitectură tipică MVC cu 3 niveluri

Pro 👍

  • Securitate îmbunătățită: nivelurile diferite de aplicații îngreunează accesul atacatorilor la date sau funcționalități sensibile.
  • Scalabilitate mai bună: nivelurile pot fi scalate independent, facilitând gestionarea creșterilor de utilizare sau de încărcare a sistemului.
  • Menținere îmbunătățită: Separarea preocupărilor într-o arhitectură cu mai multe niveluri simplifică întreținerea și actualizările diferitelor părți ale aplicației.
  • Flexibilitate sporită: Arhitectura modulară permite o mai mare flexibilitate în adăugarea sau modificarea funcționalităților. În plus, integrările cu alte sisteme sunt, de asemenea, mai ușoare.
  • Reutilizarea codului îmbunătățită: Designul stratificat acceptă modularitatea. Puteți utiliza același strat de logică de afaceri cu straturi de prezentare diferite.

Contra 👎

  • Complexitate crescută: utilizarea mai multor niveluri poate adăuga complexitate sistemului, făcându-l mai greu de înțeles și de întreținut.
  • Timp de dezvoltare crescut: Construirea unei arhitecturi cu mai multe niveluri poate dura mai mult decât o arhitectură cu un singur nivel datorită straturilor suplimentare și comunicării dintre acestea.
  • Eforturi sporite de implementare și configurare: Implementarea și configurarea unui sistem cu mai multe niveluri poate fi mai consumatoare de timp și mai complexă decât un sistem cu un singur nivel.
  • Cerințe sporite de hardware și infrastructură: o arhitectură cu mai multe niveluri poate necesita mai multe resurse hardware și infrastructură pentru a rula corect.
  • Eforturi sporite de testare: testarea unui sistem cu mai multe niveluri poate fi mai complexă și consumatoare de timp datorită straturilor suplimentare și comunicării dintre acestea.
  Cele mai bune 20 de aplicații și site-uri de social media în 2023

Ce este arhitectura microserviciilor?

Arhitectura microserviciilor descompune o aplicație în servicii mici, independente, care comunică prin intermediul API-urilor.

Microservicii

Această abordare permite o mai mare flexibilitate și scalabilitate, deoarece fiecare serviciu poate fi dezvoltat și implementat independent. În plus, scalarea în sus sau în jos în funcție de cerere devine mai ușoară. Prin urmare, arhitectura microserviciilor este deosebit de potrivită pentru mediile bazate pe cloud, unde resursele pot fi alocate și dealocate rapid după cum este necesar.

Pro 👍

  • Scalabilitate: microserviciile se pot scala independent, ceea ce vă permite să scalați anumite părți ale aplicației dvs. după cum este necesar.
  • Reziliență: dacă un microserviciu eșuează, celelalte servicii pot continua să funcționeze. Acest lucru îmbunătățește rezistența generală a aplicației.
  • Modularitate: puteți dezvolta, testa și implementa fiecare microserviciu independent. Prin urmare, modificarea sau actualizarea serviciilor individuale devine mai ușor de gestionat.
  • Flexibilitate: Cu microservicii, aveți flexibilitatea de a alege diferite tehnologii pentru diferite servicii. Astfel, vă permite să utilizați cele mai bune instrumente pentru fiecare lucrare.
  • Ușurință de implementare: puteți implementa microservicii în mod independent, ceea ce facilitează implementarea de noi versiuni ale aplicației.

Contra 👎

  • Complexitate crescută: gestionarea mai multor servicii independente poate fi mai complexă.
  • Cerințe mai mari de resurse: rularea multor servicii poate necesita mai multe resurse și infrastructură.
  • Suprafață de comunicare sporită: comunicarea între servicii necesită API-uri.
  • Complexitate crescută de testare și implementare: testarea și implementarea multor servicii pot fi complexe.

Monolitic vs. Multi-nivel vs. Microservicii

Următorul tabel rezumă toate diferențele majore: –

Comparison MetricMonolithic ArchitectureMulti-tier ArchitectureMicroservices ArchitectureComplexitySimplestMore ComplexMost ComplexNetwork TrafficMinimalMinimal (as long as tiers are on the same network)MaximumDevelopment TimeLesserMore than monolithicMore than multi-tierReuse of CodeLesserMaximumMinimumDependency on DevOpsNoNoHighDifficulty in Global Testing & DebuggingNoNoYesEase Level in ScalabilityLowMediumHighDeployment TimeLessHighLessEase level in maintenance and updatingLowMediumHighTime to MarketSlowerSlowerFasterFault tolerance levelLowLowHighNivel de modularitateLowMediumHighNivel de independență de implementareLowLowHighComparison Arhitecturi monolitice, cu mai multe niveluri și microservicii

Monolitic la microservicii: care este momentul potrivit pentru a face o tranziție

Nu există un răspuns unic la această întrebare, deoarece decizia de migrare de la o arhitectură monolitică la una de microservicii va depinde de nevoile și obiectivele specifice ale aplicației dvs. Iată câțiva factori de care trebuie să luați în considerare atunci când decideți dacă să faceți tranziția:

  • Dimensiunea și complexitatea aplicației: o arhitectură de microservicii poate facilita dezvoltarea și întreținerea dacă aplicația dvs. este mare și complexă, cu multe componente interconectate. Cu toate acestea, o arhitectură monolitică poate fi suficientă dacă aplicația dvs. este relativ mică și simplă.
  • Nivelul necesar de scalabilitate: dacă aplicația dvs. trebuie să se scaleze rapid și ușor pentru a satisface cerințele în schimbare, o arhitectură de microservicii poate fi o alegere mai bună. Deoarece microservicii se pot scala independent, puteți scala anumite părți ale aplicației dvs. în funcție de nevoile dvs.
  • Nivelul de flexibilitate necesar: dacă trebuie să puteți modifica sau actualiza componente individuale ale aplicației dvs. fără a afecta întreaga aplicație, o arhitectură de microservicii poate fi o alegere mai bună. Acest lucru se datorează faptului că fiecare microserviciu poate fi dezvoltat, testat și implementat independent.
  • Resurse disponibile pentru dezvoltare și întreținere: dacă aveți o echipă mare cu abilitățile și resursele necesare pentru a dezvolta și întreține o arhitectură de microservicii, aceasta poate fi o alegere bună pentru aplicația dvs. Cu toate acestea, o arhitectură monolitică poate fi mai gestionabilă dacă echipa ta este mică sau nu are abilitățile necesare.

Monolitic la microservicii: călătoriile de succes

În cele din urmă, decizia de a trece de la o arhitectură monolitică la una de microservicii va depinde de nevoile și obiectivele specifice ale aplicației dvs. Este esențial să evaluați cu atenție avantajele și dezavantajele fiecărui stil arhitectural și să alegeți pe cel care corespunde cel mai bine nevoilor aplicației dvs.

Vă puteți aștepta ca studii de caz practice să evalueze modul în care companiile mari iau decizii de migrare. Să discutăm despre studiile de caz ale Amazon și Netflix pentru a ști cum au identificat momentul potrivit pentru migrare.

  Utilizați ratingurile Rotten Tomatoes pentru a găsi filme pe Netflix

Studiu de caz Amazon

Amazon este un gigant de retail binecunoscut care a folosit inițial o arhitectură monolitică pentru site-ul său web. Cu toate acestea, pe măsură ce baza de cod a crescut și numărul de dezvoltatori care lucrează pe platformă a crescut, a devenit din ce în ce mai dificil să descurci dependențe și să faci modificări sau actualizări ale platformei. Acest lucru a dus la întârzieri de dezvoltare și provocări de codificare și, de asemenea, a făcut dificilă scalarea platformei companiei pentru a satisface nevoile bazei de clienți în creștere rapidă.

Pentru a face față acestor provocări, Amazon și-a împărțit aplicațiile monolitice în aplicații mai mici, care rulează independent, specifice serviciului. Aceasta a implicat analiza codului sursă și extragerea unităților de cod care au servit unui singur scop funcțional, împachetarea lor într-o interfață de serviciu web și atribuirea proprietății fiecărui serviciu unei echipe de dezvoltatori.

Sursa: Graficul dependenței serviciului Amazon în timp real

Abordarea cu microservicii i-a permis lui Amazon să facă cu ușurință modificări și actualizări ale platformei sale. În plus, a permis scalarea la cerere a unor componente specifice. În ciuda provocărilor implicate în tranziție, beneficiile arhitecturii microservicii au fost semnificative. Platforma de comerț electronic Amazon gestionează acum peste 2,5 miliarde de căutări de produse zilnic și include milioane de produse de la sute de mii de vânzători.

Studiu de caz Netflix

Netflix este o companie foarte populară și cunoscută în zilele noastre. Este disponibil în 190 de țări și are peste 223 de milioane de utilizatori plătiți începând cu 2022.

În 2008, Netflix s-a confruntat cu o corupție majoră a bazei de date, iar problema a persistat timp de 3 zile lungi. Acesta a fost punctul în care compania și-a dat seama de problemele de defecțiuni într-un singur punct ale designului monolitic. Așadar, Netflix a migrat treptat de la arhitectura de microservicii monolitică la cea cloud folosind serviciile web Amazon.

Netflix a avut nevoie de ani de zile pentru a-și migra aplicațiile destinate clienților și cele care nu se adresează clienților. Cu toate acestea, beneficiile sunt enorme. Orele lunare de vizionare ale companiei au crescut brusc de 1000 de ori între 2008 și 2015 ~, rezultând venituri și profituri mari.

Cum să migrați manual aplicația dvs. de la arhitectura monolitică la microservicii

Există mai mulți pași pe care îi puteți urma pentru migrarea (manual) a aplicației dvs. de la o arhitectură monolitică la una de microservicii:

  • Identificați capabilitățile de afaceri ale aplicației dvs.: primul pas în procesul de migrare este să identificați diferitele capacități de afaceri ale aplicației dvs. Acest pas implică analizarea dacă aceste capabilități pot fi implementate ca microservicii independente.
  • Împărțiți aplicația în microservicii: după ce ați identificat capacitățile de afaceri ale aplicației dvs., puteți începe să împărțiți aplicația în microservicii. Aceasta poate implica refactorizarea bazei de cod pentru a separa diferitele capabilități în servicii independente.
  • Proiectați interfețele dintre microservicii: fiecare microserviciu ar trebui să comunice cu celelalte microservicii prin interfețe sau API-uri bine definite. Este important să proiectați aceste interfețe cu atenție pentru a vă asigura că sunt ușor de utilizat și de întreținut.
  • Implementați microservicii: după ce ați împărțit aplicația în microservicii și ați proiectat interfețele dintre ele, puteți începe să le implementați. Acest lucru poate implica construirea de noi servicii sau refactorizarea codului existent pentru a se potrivi arhitecturii microserviciilor.
  • Testați și implementați microservicii: odată ce ați implementat microserviciile, este esențial să le testați temeinic pentru a vă asigura că funcționează conform așteptărilor. Apoi puteți implementa microservicii în producție, fie individual, fie ca grup.
  • Migrați datele: dacă aplicația dvs. utilizează o bază de date sau alt sistem de stocare a datelor, trebuie să migrați datele din aplicația monolitică la microservicii. În plus, poate fi necesar să proiectați noi modele de date sau să refactorizați datele existente pentru a se potrivi cu arhitectura microserviciilor.
  • În general, migrarea de la o arhitectură monolitică la o arhitectură de microservicii poate fi complexă și consumatoare de timp. Este esențial să planificați și să executați cu atenție migrarea pentru a asigura succesul.

      Cum să remediați unitatea flash când fișierele devin scurtături (SOLUȚII)

    Instrumente utile pentru migrarea monolitică la microservicii

    Există mai multe instrumente care pot ajuta la procesul de descompunere a unei aplicații monolitice în microservicii. De exemplu, Mono2Micro, Instrumentul de descompunere și Decomposer de la IBM sunt cele mai populare instrumente care ajută în procesul de descompunere.

    Aceste instrumente oferă un set de mecanisme automate sau semi-automatizate pentru a identifica microservicii și a refactoriza codul. În plus, ajută la configurarea și gestionarea infrastructurii necesare pentru a găzdui microservicii.

    Auto-descompunere pentru migrarea monolitică la microservicii: o tendință futuristă

    Cel mai recent boom în inteligența artificială și învățarea automată a revoluționat abordările tradiționale de a ne îndeplini sarcinile. Nu ar fi minunat dacă mașinile ar putea face sarcinile complexe de descompunere monolitice la microservicii?

    Deși poate părea ușor să folosiți AI pentru a ajuta la descompunerea unei aplicații monolitice în microservicii. Totuși, este o cale plină de provocări. De aceea, găsiți doar câteva studii complete despre această sarcină.

    Abdullah et. al. a propus o abordare de învățare nesupravegheată pentru descompunerea automată a aplicațiilor web în microservicii. Următoarea diagramă conceptuală arată funcționarea generală a procesului de auto-descompunere.

    Sursa: Abdullah, M., Iqbal, W. și Erradi, A. (2019). Abordare de învățare nesupravegheată pentru descompunerea automată a aplicațiilor web în microservicii. Journal of Systems and Software, 151, 243-257.

    Procesul de auto-descompunere urmează trei pași simpli.

    Pasul 01: Accesați jurnalele de acces URI

    Fiecare pagină web de pe un site web are un identificator unic de resurse (URI). Din fericire, serverele web care găzduiesc astfel de aplicații mențin jurnalele de acces (de exemplu, timpul de răspuns și dimensiunea documentului) la aceste URI. Primul pas este adunarea acestor jurnale de acces.

    Pasul 02: Aplicați algoritmul ML de grupare

    Un algoritm de grupare este o metodă de învățare automată nesupravegheată care, având în vedere un set de puncte de date, creează K clustere având puncte de date de natură similară. Acest algoritm de grupare, atunci când este alimentat cu datele istorice ale jurnalelor de acces, creează grupuri de URI-uri având timp de acces și dimensiunea documentului de răspuns similare.

    Pasul 03: implementarea clusterelor către microservicii

    Puteți crea un microserviciu pentru fiecare cluster de URI-uri. Apoi, puteți implementa aceste microservicii în orice infrastructură cloud.

    Notă: Această tehnică de auto-descompunere este specifică aplicațiilor web monolitice și este prezentată doar pentru a vă oferi o idee despre cele mai recente tendințe din epocă.

    Cele mai bune practici pentru migrarea de la arhitectura monolitică la microservicii

    Iată câteva dintre cele mai bune practici de urmat atunci când migrați de la o arhitectură monolitică la o arhitectură de microservicii:

    • Începeți mic: cel mai bine este adesea să începeți prin a migra o parte mică, autonomă a aplicației la o arhitectură de microservicii. Acest lucru vă permite să învățați din proces și să faceți toate ajustările necesare înainte de a aborda părțile mai mari ale aplicației.
    • Identificați microservicii potrivite: identificați cu atenție capabilitățile de afaceri ale aplicației dvs. De asemenea, necesită să se determine dacă aceste capabilități sunt implementabile ca microservicii independente.
    • Proiectați interfețe clare: asigurați-vă că interfețele dintre microservicii sunt bine definite și ușor de utilizat. Acest lucru va facilita dezvoltarea și întreținerea microserviciilor.
    • Utilizați containere: Containerele pot facilita implementarea și gestionarea microserviciilor, permițându-vă să împachetați microserviciul și dependențele sale într-o singură unitate autonomă.
    • Utilizați o infrastructură prietenoasă cu microservicii: pentru a susține o arhitectură de microservicii, veți avea nevoie de o infrastructură care poate face față complexității și traficului crescut generate de microservicii. Acest lucru poate implica utilizarea de tehnologii precum rețele de servicii, gateway-uri API și urmărirea distribuită.
    • Testați cu atenție: testați cu atenție microserviciile pentru a vă asigura că funcționează conform așteptărilor și că interfețele dintre ele funcționează corect.
    • Monitorizați și gestionați microserviciile: este important să le monitorizați performanța și starea de sănătate și să luați măsurile adecvate dacă apar probleme. Acest lucru poate implica utilizarea unor instrumente precum analiza jurnalelor, monitorizarea performanței și urmărirea erorilor.

    Pe scurt, planificarea și execuția atentă sunt cheia unei migrări de succes. Urmând aceste bune practici, vă puteți asigura că migrarea se desfășoară fără probleme, îndeplinind însuși scopul.

    Concluzie

    Arhitectura de microservicii este cea mai flexibilă și mai scalabilă arhitectură pentru era modernă a cloud computing-ului. Vă permite să scalați anumite părți ale aplicației după cum este necesar și să modificați sau să actualizați serviciile individuale fără a afecta întreaga aplicație. Cu toate acestea, poate fi și mai complex de dezvoltat și întreținut.

    În cele din urmă, alegerea stilului de arhitectură va depinde de nevoile și obiectivele specifice ale aplicației dvs. Factorii de luat în considerare includ dimensiunea și complexitatea aplicației, nivelul necesar de scalabilitate și flexibilitate și resursele disponibile pentru dezvoltare și întreținere.

    x