Мікросервіси стали однією з найпопулярніших архітектур у розробці сучасного програмного забезпечення завдяки своїй здатності до масштабування, адаптації та підвищення продуктивності команд. У цьому блозі ми розглянемо основи мікросервісів, спираючись на ключові концепції, такі як патерни проєктування, інтеграція та дані. Крім того, ми познайомимося з історією Ани, студентки, яка застосовує ці концепції у реальному виклику.
Що таке мікросервіси?
Мікросервіс — це незалежна одиниця програмного забезпечення, яка виконує конкретну функцію в межах більшої системи. На відміну від традиційних монолітів, мікросервіси дозволяють розподіляти додатки на маленькі компоненти, які можна розробляти, розгортати та масштабувати незалежно.
Джерело: it-rating.com
Типи сервісів у мікросервісах
- Data Service: Відповідає за доступ та управління даними.
- Business Service: Реалізує бізнес-логіку.
- Translation Service: Виконує роль посередника між сервісами третіх сторін.
- Edge Service: Надає дані користувачам та зовнішнім системам.
Патерни розподілу
Розбиття монолітної системи на мікросервіси потребує чітких стратегій. Ось кілька патернів:
Strangler Pattern
- Поступово замінює компоненти моноліту на мікросервіси.
- Ідеально підходить для міграцій без порушення роботи.
Sidecar Pattern
- Додає кросс-функціональні проблеми, такі як моніторинг або безпека, без змін до основного сервісу.
Domain-Driven Design (DDD)
- Проєктує мікросервіси на основі бізнес-доменів.
- Уникає примусового приведення моделі даних до схеми бази даних.
- Дозволяє атомарні транзакції для забезпечення поведінки "все або нічого".
Патерни інтеграції
Комунікація між мікросервісами є ключовою для функціональності архітектури. Ось кілька ключових патернів:
API Gateway Pattern
- Виконує роль єдиної точки входу для клієнтів.
- Спрощує взаємодію між клієнтами та внутрішніми сервісами.
- Опрацьовує зміну payload і додає узгодженість.
Process Aggregator Pattern
- Об’єднує кілька відповідей від мікросервісів в один результат для клієнтів.
Edge Pattern
- Ізолює виклики залежно від клієнта (мобільний, настільний тощо).
Порада: Визначте чіткі API-контракти, використовуйте строгий контроль версій і документуйте інтеграції.
Патерни даних
Управління даними в мікросервісах може ускладнюватися через розподілену природу архітектури.
Мікросервіси стали однією з найпопулярніших архітектур у розробці сучасного програмного забезпечення завдяки своїй здатності до масштабування, адаптації та підвищення продуктивності команд. У цьому блозі ми розглянемо основи мікросервісів, спираючись на ключові концепції, такі як патерни проєктування, інтеграція та дані. Крім того, ми познайомимося з історією Ани, студентки, яка застосовує ці концепції у реальному виклику.
Що таке мікросервіси?
Мікросервіс — це незалежна одиниця програмного забезпечення, яка виконує конкретну функцію в межах більшої системи. На відміну від традиційних монолітів, мікросервіси дозволяють розподіляти додатки на маленькі компоненти, які можна розробляти, розгортати та масштабувати незалежно.
Джерело: it-rating.com
Типи сервісів у мікросервісах
- Data Service: Відповідає за доступ та управління даними.
- Business Service: Реалізує бізнес-логіку.
- Translation Service: Виконує роль посередника між сервісами третіх сторін.
- Edge Service: Надає дані користувачам та зовнішнім системам.
Патерни розподілу
Розбиття монолітної системи на мікросервіси потребує чітких стратегій. Ось кілька патернів:
Strangler Pattern
- Поступово замінює компоненти моноліту на мікросервіси.
- Ідеально підходить для міграцій без порушення роботи.
Sidecar Pattern
- Додає кросс-функціональні проблеми, такі як моніторинг або безпека, без змін до основного сервісу.
Domain-Driven Design (DDD)
- Проєктує мікросервіси на основі бізнес-доменів.
- Уникає примусового приведення моделі даних до схеми бази даних.
- Дозволяє атомарні транзакції для забезпечення поведінки "все або нічого".
Патерни інтеграції
Комунікація між мікросервісами є ключовою для функціональності архітектури. Ось кілька ключових патернів:
API Gateway Pattern
- Виконує роль єдиної точки входу для клієнтів.
- Спрощує взаємодію між клієнтами та внутрішніми сервісами.
- Опрацьовує зміну payload і додає узгодженість.
Process Aggregator Pattern
- Об’єднує кілька відповідей від мікросервісів в один результат для клієнтів.
Edge Pattern
- Ізолює виклики залежно від клієнта (мобільний, настільний тощо).
Порада: Визначте чіткі API-контракти, використовуйте строгий контроль версій і документуйте інтеграції.
Патерни даних
Управління даними в мікросервісах може ускладнюватися через розподілену природу архітектури.
Ось кілька стратегій:
Single Service Database Pattern
- Кожен мікросервіс має свою власну базу даних.
- Масштабоване рішення, але може призвести до дублювання даних.
Shared Database Pattern
- Кілька сервісів використовують спільну базу даних.
- Корисно для забезпечення узгодженості в тісно пов'язаних доменах.
CQRS (Command Query Responsibility Segregation)
- Розділяє операції з читання та запису.
- Дозволяє оптимізувати доступ до даних залежно від потреб бізнесу.
Моделі, орієнтовані на події
- Event-Driven Architecture: Спрощує асинхронну комунікацію між сервісами.
- Asynchronous Eventing: Керує транзакціями тривалої тривалості через ланцюжки подій.
Ці моделі ідеально підходять для складних систем, де синхронізація не є критично необхідною.
Патерни операцій
Для підтримки та масштабування архітектури мікросервісів потрібно впроваджувати надійні операційні патерни:
Log Aggregation
- Централізує логи для спрощення налагодження.
- Використовує стандартну таксономію для їх класифікації.
Metrics Aggregation
- Моніторить ключові метрики продуктивності та доступності.
Tracing Pattern
- Дозволяє відстежувати запити через кілька сервісів.
Continuous Delivery (CD)
- Автоматизує деплой нових версій коду в продукцію.
Cloud-Native
Мікросервіси часто реалізуються в архітектурах cloud-native завдяки своїй портативності та масштабованості. Це включає:
- Використання контейнерів (наприклад, Docker).
- Оркестрація за допомогою інструментів, таких як Kubernetes.
- Зовнішнє налаштування та виявлення сервісів для більшої гнучкості.
Ана та її перший виклик як архітектора програмного забезпечення
Ана — студентка університету, яка захоплюється розробкою програмного забезпечення. Кілька тижнів тому їй вдалося отримати практику в одній з відомих компаній з розробки, де її команда працює з передовими технологіями. Хоча вона тільки починає, Ана швидко отримала важливе завдання: розробити систему на основі мікросервісів для нового внутрішнього проєкту.
Одного дня її ментор, головний архітектор компанії, підійшов до неї та сказав:
— Ана, нам потрібна надійна та масштабована система для обробки замовлень наших клієнтів. Хочу, щоб ти взяла ініціативу та вибрала правильні інструменти для побудови цієї програми.
Ана, схвильована та трохи нервова, згадала концепції, які вона нещодавно вивчала про мікросервіси. Вона вирішила поділити задачу на чіткі етапи:
Крок 1: Вибір архітектури
Ана зрозуміла, що мікросервіси — ідеальне рішення для цієї системи. Вона згадала ключові концепції, такі як Strangler Pattern для поступового перенесення частин існуючого моноліту та API Gateway Pattern для централізації комунікацій. Її дизайн мав бути масштабованим та простим для підтримки.
Крок 2: Інструменти для впровадження мікросервісів
Ана вивчила технології, які вже використовувала її команда, і запропонувала наступні інструменти:
- Backend: Використовувала б Spring Boot, чудовий фреймворк для створення мікросервісів на Java.
- Despliegue: Реалізувала б сервіси в контейнерах за допомогою Docker і оркеструвала все через Kubernetes.
- Gateway: Налаштувала б API Gateway з AWS API Gateway для обробки вхідних запитів.
- Mensajería: Для асинхронної комунікації між сервісами використовувала б RabbitMQ.
Крок 3: База даних
Згідно з патерном Single Service Database, Ана запропонувала, щоб кожен мікросервіс мав свою власну базу даних.
Ось кілька стратегій:
Single Service Database Pattern
- Кожен мікросервіс має своє власне сховище.
- Масштабоване рішення, але може призвести до дублювання даних.
Shared Database Pattern
- Кілька сервісів використовують спільну базу даних.
- Корисно для забезпечення узгодженості в тісно пов'язаних доменах.
CQRS (Command Query Responsibility Segregation)
- Розділяє операції читання та запису.
- Дозволяє оптимізувати доступ до даних залежно від потреб бізнесу.
Моделі на основі подій
- Event-Driven Architecture: Спрощує асинхронну комунікацію між сервісами.
- Asynchronous Eventing: Керує транзакціями тривалої тривалості через ланцюжки подій.
Ці моделі є ідеальними для складних систем, де синхронізація не є строго необхідною.
Операційні патерни
Щоб підтримувати та масштабувати архітектуру мікросервісів, необхідно впроваджувати надійні операційні патерни:
Log Aggregation
- Централізує логи для спрощення налагодження.
- Використовує стандартну таксономію для класифікації логів.
Metrics Aggregation
- Моніторить ключові метрики продуктивності та доступності.
Tracing Pattern
- Дозволяє відстежувати запити через кілька сервісів.
Continuous Delivery (CD)
- Автоматизує деплой нових версій коду в продукцію.
Cloud-Native
Мікросервіси часто реалізуються в архітектурах cloud-native завдяки своїй портативності та масштабованості. Це включає:
- Використання контейнерів (наприклад, Docker).
- Оркестрація за допомогою інструментів, таких як Kubernetes.
- Зовнішнє налаштування та виявлення сервісів для більшої гнучкості.
Ана та її перший виклик як архітектора програмного забезпечення
Ана — студентка університету, яка захоплюється розробкою програмного забезпечення. Кілька тижнів тому їй вдалося отримати практику в одній з відомих компаній з розробки, де її команда працює з передовими технологіями. Хоча вона тільки починає, Ана швидко отримала важливе завдання: розробити систему на основі мікросервісів для нового внутрішнього проєкту.
Одного дня її ментор, головний архітектор компанії, підійшов до неї та сказав:
— Ана, нам потрібна надійна та масштабована система для обробки замовлень наших клієнтів. Хочу, щоб ти взяла ініціативу та вибрала правильні інструменти для побудови цієї програми.
Ана, схвильована та трохи нервова, згадала концепції, які вона нещодавно вивчала про мікросервіси. Вона вирішила поділити задачу на чіткі етапи:
Крок 1: Вибір архітектури
Ана зрозуміла, що мікросервіси — це ідеальне рішення для цієї системи. Вона згадала ключові концепції, такі як Strangler Pattern для поступового заміщення частин існуючого моноліту та API Gateway Pattern для централізації комунікацій. Її дизайн мав бути масштабованим та простим у підтримці.
Крок 2: Інструменти для впровадження мікросервісів
Ана дослідила технології, які вже використовувала її команда, і запропонувала наступні інструменти:
- Backend: Використовувала б Spring Boot, чудовий фреймворк для створення мікросервісів на Java.
- Despliegue: Реалізувала б сервіси в контейнерах за допомогою Docker і оркеструвала все через Kubernetes.
- Gateway: Налаштувала б API Gateway з AWS API Gateway для обробки вхідних запитів.
- Mensajería: Для асинхронної комунікації між сервісами використовувала б RabbitMQ.
Крок 3: База даних
Згідно з патерном Single Service Database, Ана запропонувала, щоб кожен мікросервіс мав свою власну базу даних.
Наприклад:
- Pedidos: Реляційна база даних з PostgreSQL.
- Inventario: NoSQL база даних, така як MongoDB.
Крок 4: Моніторинг і масштабованість
Для забезпечення стабільності системи Ана інтегрує:
- Prometheus та Grafana для моніторингу метрик.
- Elastic Stack для централізації логів.
Момент відгуку
Ана представила свою пропозицію команді. Її ментор, вражений, сказав:
— Ана, це саме те, що нам потрібно. Ти ідеально застосувала концепції мікросервісів і вибрала інструменти, які підходять до наших потреб.
Тієї ночі, повертаючись додому, Ана не могла стримати посмішку. Вона подолала свій перший великий виклик як практикантка і відчула, що ще на один крок наблизилася до того, щоб стати професійним архітектором програмного забезпечення.
Наприклад:
- Pedidos: Реляційна база даних з PostgreSQL.
- Inventario: NoSQL база даних, така як MongoDB.
Крок 4: Моніторинг і масштабованість
Для забезпечення стабільності системи Ана інтегрує:
- Prometheus та Grafana для моніторингу метрик.
- Elastic Stack для централізації логів.
Момент відгуку
Ана представила свою пропозицію команді. Її ментор, вражений, сказав:
— Ана, це саме те, що нам потрібно. Ти ідеально застосувала концепції мікросервісів і вибрала інструменти, які підходять до наших потреб.
Тієї ночі, повертаючись додому, Ана не могла стримати посмішку. Вона подолала свій перший великий виклик як практикантка і відчула, що ще на один крок наблизилася до того, щоб стати професійним архітектором програмного забезпечення.
Перекладено з: Microservicios: Conceptos y una historia inspiradora