Микросервисная и монолитная архитектура что это

В чем разница между монолитной и микросервисной архитектурами?

В чем разница между монолитной архитектурой и архитектурой микросервисов?

Монолитная архитектура — это традиционная модель разработки программного обеспечения, в которой одна база кода используется для выполнения нескольких бизнес-функций. Все программные компоненты монолитной системы взаимозависимы из-за использования встроенных механизмов обмена данными внутри системы. Модификация монолитной архитектуры возможна лишь частично и занимает много времени, поскольку даже небольшие изменения затрагивают большие области базы кода. Напротив, архитектурный подход на основе микросервисов подразумевает, что программное обеспечение состоит из небольших независимых компонентов (сервисов). Каждый сервис выполняет одну функцию и взаимодействует с другими сервисами через четко определенные интерфейсы. Поскольку они работают независимо, вы можете обновлять, изменять, развертывать или масштабировать каждую службу отдельно по мере необходимости.

Ключевые отличия монолитной архитектуры от микросервисов

Монолитные приложения обычно состоят из пользовательского интерфейса на стороне клиента, базы данных и серверного приложения. Разработчики создают все эти модули в одной базе кода.

В распределенной архитектуре каждый микросервис выполняет одну функцию или один элемент бизнес-логики. Микросервисы взаимодействуют друг с другом через API, а не через встроенные механизмы языка программирования.

Далее мы обсудим другие различия между двумя подходами.

Процесс разработки

Начать работу проще с монолитным приложением, так как не требуется предварительное планирование. Вы можете просто создать базовый вариант и добавлять модули кода по мере необходимости. Однако со временем такое приложение становится сложным, и любые обновления в нем затрудняются.

Архитектура микросервисов требует все тщательно продумать еще до того, как начинать разработку. Сначала нужно определить, какие функциональные возможности могут работать независимо друг от друга, и создать согласованный проект API. Первоначальная координация значительно повышает эффективность при дальнейшем обслуживании кода. Вы сможете быстрее вносить изменения и находить ошибки. Также со временем возрастает возможность повторного использования кода.

Развертывание

Развертывание монолитных приложений проще, чем развертывание микросервисов. Разработчики устанавливают всю базу кода и зависимости для приложения в одной среде.

Развертывание приложений на основе микросервисов намного сложнее, поскольку каждый микросервис представляет собой независимо развертываемый пакет программного обеспечения. Обычно разработчики помещают микросервисы перед развертыванием в контейнеры. Контейнеры помогают изолировать код и все зависимости микросервиса, чтобы обеспечить независимость от платформы.

Отладка

Отладкой называют программный процесс выявления в коде ошибок, которые приводят к неправильному или непредсказуемому поведению приложения. При отладке монолитной архитектуры разработчик может отслеживать перемещение данных или изучать поведение, непосредственно анализируя кода в одной среде программирования. Для выявления проблем в коде с микросервисной архитектурой придется анализировать сразу несколько слабо связанных сервисов.

Отладка микросервисных приложений может оказаться более сложной задачей, поскольку затронутые микросервисы могут разрабатываться разными людьми и командами. Это означает, что для отладки потребуется координировать тесты, обсуждения и сбор отзывов между многими членами команды, а это дополнительные затраты времени и ресурсов.

Модификации

Небольшое изменение в одной части монолитного приложения влияет на многие функции программного обеспечения, поскольку весь его код тесно связан. Кроме того, любые изменения в монолитном приложении приводят к тому, что всю систему нужно повторно тестировать и развертывать на сервере.

Подход, основанный на микросервисах, наоборот, очень гибок. Вносить изменения в такое приложение намного проще. Разработчикам не нужно модифицировать все сервисы, достаточно лишь изменить конкретные функции. Также есть возможность развертывать сервисы независимо друг от друга. Такой подход очень удобен, если используется непрерывное развертывание, так как позволяет разработчикам вносить частые и небольшие изменения, не влияя на стабильность системы.

Масштабирование

При масштабировании монолитных приложений возникает целый ряд проблем. Монолитная архитектура объединяет все функциональные возможности в одной базе кода, поэтому масштабировать при изменении требований придется все приложение сразу. Например, если из-за увеличения трафика снижается производительность коммуникационных функций приложения, придется предоставлять дополнительные вычислительные ресурсы для всего монолитного приложения. Это приводит к нерациональному использованию ресурсов, поскольку не все части приложения работают на пиковой мощности.

Архитектура микросервисов поддерживает распределенные системы. Каждый программный компонент в распределенной системе получает собственные вычислительные ресурсы. Ресурсы для любого из них можно масштабировать независимо от других, в зависимости от текущих и прогнозируемых потребностей. Например, вы можете выделить больше ресурсов только службе определения географического местоположения, но не остальным частям системы.

Влияние монолитной архитектуры и архитектуры микросервисов на эксплуатацию

Микросервисы помогают быстрее внедрять инновации, снижать риски, ускорять время выхода на рынок и уменьшать совокупную стоимость владения. Ниже приводится краткое описание эксплуатационных преимуществ архитектуры микросервисов.

Ускорение внедрения инноваций

Монолитная архитектура мешает внедрять новые бизнес-возможности и технологии в существующие приложения. У разработчиков нет простой возможности изменить часть базы кода, используя новые технологические решения, что не позволяет организации адаптироваться к современным технологическим тенденциям.

С другой стороны, микросервисы представляют собой независимые программные компоненты, которые могут работать на основе разных платформ и технологий. Слабая взаимозависимость между микросервисами позволяет компаниям быстрее обновлять отдельные компоненты.

Снижение рисков

И в монолитных приложениях, и в приложениях с микросервисами возникают конфликты кода, ошибки и неудачные обновления. Но монолитное приложение сопряжено с более значительным риском на этапе обновления, поскольку все приложение представляет собой единую точку сбоя. Даже незначительная ошибка в базе кода может привести к остановке работы всего приложения. Такие инциденты приводят к серьезным перебоям в обслуживании и могут затронуть всех активных пользователей.

Поэтому разработчики предпочитают снижать риски развертывания, развертывая приложения с микросервисами. В случае сбоя микросервиса другие микросервисы продолжают работать, что ограничивает уязвимость приложения. Для дополнительного улучшения восстанавливаемости приложения разработчики также используют специальные средства, упреждающие и исправляющие проблемы, влияющие на микросервисы.

Сокращение времени вывода продуктов на рынок

По мере роста сложности кода в монолитных приложениях сложность разработки возрастает экспоненциально. На некотором этапе разработчики тратят больше времени на управление файлами, библиотеками кода и взаимозависимостями, чем на создание новых возможностей. Разработка проекта в условиях жесткой инфраструктуры часто приводит к срывам графиков.

И наоборот, организации с хорошим опытом создания микросервисов могут быстрее разрабатывать и выпускать цифровые продукты. В распределенной архитектуре программного обеспечения каждый разработчик работает с небольшим фрагментом кода, не отвлекаясь на общую схему. При создании конкретного микросервиса не нужно даже знать, как работают другие микросервисы. Достаточно лишь правильно использовать соответствующие API, что гораздо быстрее и проще для понимания.

Сокращение совокупной стоимости владения

Как микросервисы, так и монолитные приложения требуют затрат на разработку, развертывание и обслуживание. Однако микросервисный подход более рентабелен в долгосрочной перспективе.

Микросервисные приложения легко масштабировать горизонтально, добавляя вычислительные ресурсы по мере необходимости. Чаще всего достаточно добавить ресурсы для отдельного сервиса, а не для всего приложения. Для масштабирования монолитных систем компаниям приходится увеличивать объем памяти и вычислительную мощность для всего приложения в целом, что обходится дороже.

Помимо затрат на инфраструктуру, расходы на обслуживание монолитных приложений также растут по мере изменения требований. Например, разработчикам иногда приходится запускать старое монолитное ПО на новом оборудовании. Для этого нужно хорошо понимать требования системы, а часто еще и вносить в приложение изменения для сохранения работоспособности. Микросервисы, в свою очередь, не зависят от конкретного оборудования и платформ, что избавляет организации от больших затрат на обновление.

Выбор между монолитной архитектурой и архитектурой микросервисов

Монолитная архитектура и архитектура микросервисов требуют разных подходов разработчиков к созданию приложений. Важно понимать, что микросервисы не уменьшают сложность приложения. Структура микросервисов полезна тем, что выявляет основные сложности и позволяет более эффективно создавать, администрировать и масштабировать большие приложения.

Чтобы сделать выбор между разработкой микросервисов и монолитной архитектурой, попробуйте оценить следующие факторы.

Размер приложения

Монолитный подход удобнее при разработке простого приложения или прототипа. Монолитные приложения используют единую кодовую базу и одну платформу, а значит разработчикам не нужно интегрировать несколько сервисов при разработке программного обеспечения. Микросервисные приложения могут потребовать значительных затрат времени и усилий на разработку, которые не оправдываются для небольших проектов.

Но архитектура микросервисов лучше подходит для построения сложной системы. Она предоставит вашей команде надежную программную основу и позволит гибко добавлять дополнительные функции. Например, Netflix с помощью AWS Lambda легко масштабирует всю стриминговую инфраструктуру и экономит время на разработку.

Компетентность команды

Разработка с использованием микросервисов предоставляет больше гибкости, но требует другого набора знаний и проектного мышления. В отличие от монолитных приложений, разработка микросервисов требует понимания облачной архитектуры, API, контейнеризации и других технологий, характерных для современных облачных приложений. Кроме того, устранение неполадок в микросервисах может оказаться непростой задачей для разработчиков, не имеющих опыта работы с распределенной архитектурой.

Инфраструктура

Монолитное приложение работает на одном сервере, а приложения микросервисов лучше используют преимущества облачной среды. Ничто не мешает запускать все микросервисы на одном сервере, но разработчики обычно предпочитают использовать несколько поставщиков облачных услуг, чтобы обеспечить масштабируемость, отказоустойчивость и высокую доступность.

Для работы с микросервисами необходима подходящая инфраструктура. Чтобы правильно настроить все инструменты и рабочие процессы для микросервисов, требуется больше усилий, но эти усилия окупятся при создании сложного и масштабируемого приложения.

Как перейти от монолитной архитектуры к архитектуре микросервисов

Перенос монолитных приложений на архитектуру микросервисов возможен, но требует тщательного планирования и внедрения. Важно поддерживать постоянную обратную связь с заинтересованными сторонами. За основу можно взять описанный ниже процесс.

Составьте план

Разработайте стратегию миграции и развертывания, в которой учтены операционные риски, опыт клиентов, технологические возможности, сроки и бизнес-цели.

Найдите партнера по облачным технологиям

Возьмите в партнеры надежного поставщика облачных услуг и перенесите монолитное приложение в контейнер. Это необходимый процесс, устраняющий зависимости приложения от конкретных требований к аппаратному и программному обеспечению. Затем ваши разработчики могут постепенно разделять большую базу кода на несколько микросервисов.

Примените методы DevOps

Развивайте культуру DevOps в своей организации и применяйте инструменты непрерывной интеграции и непрерывного развертывания (CI/CD) для поддержки процесса миграции. Методы DevOps для работы с программным обеспечением позволяют сократить жизненный цикл разработки благодаря применению автоматизации.

Создание микросервисов

Создавайте и развертывайте микросервисы в облачной инфраструктуре. Примените соответствующие инструменты для мониторинга состояния, отслеживания трафика, контроля безопасности микросервисов и быстрого реагирования на проблемы. Если интересно, вы можете прочитать руководство по разделению монолитного приложения IC на микросервисы.

Краткое описание различий: монолитные системы и микросервисы

Категория

Монолитная архитектура

Архитектура микросервисов

Единая кодовая база с несколькими взаимозависимыми функциями.

Независимые программные компоненты с автономными функциональными возможностями, которые взаимодействуют друг с другом через API.

Требует меньше планирования на начальном этапе, но сложность понимания и поддержки постепенно растет.

Требует больше планирования и инфраструктуры на начальном этапе, но со временем управление и обслуживание упрощаются.

Все приложение развернуто как единое целое.

Каждый микросервис представляет собой независимый программный объект, требующий индивидуального контейнерного развертывания.

Весь путь кода можно отслеживать в одной среде.

Требуются сложные инструменты отладки, умеющие отслеживать обмен данными между несколькими микросервисами.

Небольшие изменения влекут за собой большие риски, поскольку затрагивают всю базу кода.

Можно изменять отдельные микросервисы, не затрагивая приложение в целом.

Необходимо масштабировать все приложение, даже если увеличится нагрузка только на некоторые функциональные области.

При необходимости можно масштабировать отдельные микросервисы, что снижает общие затраты на масштабирование.

Низкие первоначальные инвестиции, но более высокий объем работ по текущему и техническому обслуживанию.

Дополнительные затраты времени и средств на создание инфраструктуры и накопление опыта в команде. С другой стороны — долгосрочная экономия затрат, более простое обслуживание и адаптивность.

Как AWS поможет вам создать архитектуру микросервисов?

AWS позволяет создавать современные приложения с использованием модульных архитектурных моделей, бессерверных операционных моделей и гибких процессов разработки. Мы предлагаем полнофункциональную платформу для создания высокодоступных микросервисов любого масштаба и назначения.

Для настройки и поддержки архитектуры микросервисов вы можете использовать, среди прочего, следующие сервисы AWS.

• Эластичный контейнерный сервис Amazon (Amazon ECS) для создания, изоляции и выполнения защищенных микросервисов в управляемых контейнерах, что позволяет снизить сложность операций и расходы на управление.
• AWS Lambda для запуска микросервисов без необходимости подготавливать серверы и управлять ими.
• AWS App Mesh для мониторинга микросервисов и управления ими.
• AWS X-Ray для мониторинга и диагностики сложных взаимодействий микросервисов.

Создайте аккаунт AWS и начните работу с микросервисами в AWS уже сегодня.

Микросервисы или монолит — Какую архитектуру выбрать?

При изучении темы про архитектуру IT-проектов вы точно встретите термины «монолит» или «микросервис», но ничего страшного и сложного в них нет, как вы убедитесь из нашей небольшой статьи.

Что такое сервис?

Сначала выясним, что такое сервис. IT-продукт – это по сути программа, написанная на каком-то языке программирования. Например, сайт — это программа на JavaScript. Классическая «Hello World» — это тоже программа, пусть и наиболее простая.

Программист может написать всю логику сайта в единственном файле или разбить одну программу на логические модули (например, одна страница — один файл), которые обмениваются информацией друг с другом при необходимости. При первом подходе код будет в одном месте, и файл получится перегруженным. При втором мы имеем порядок, так как каждый модуль будет выполнять только одну функцию.

Такие программы в IT называют сервисами (программы, как услуги, что-то принимают на вход, что-то делают и что-то отдают нам). В случае, когда продукт написан в одном файле, это монолит (от слова mono — «один»), и архитектура — монолитная. Когда код разнесен по нескольким файлам, это микросервисная архитектура, а сами файлы — микросервисы (то есть, «маленькие» сервисы, являющиеся частью единого целого).

Рассмотрим же особенности и характеристики этих двух подходов и выясним, что же лучше.

Особенности монолита

Итак, при монолите система представляет собой единый модуль, который работает автономно и не зависит от других приложений. Все бизнес-задачи объединены в одну большую вычислительную систему с единой базой кода.

Область применения:

Хорошо использовать в самом начале проекта — легкое развертывание и удобное управление кодом. Можно сразу пускать в релиз все, что находится в монолите.

Характеристики монолита:

• Легкое развертывание, так как используется только один исполняемый файл или каталог
• Разработка на монолите легче, так как приложение создается с использованием одной базы кода
• Производительность. Один интерфейс API часто может выполнять ту функцию, которую при работе с микросервисами выполняют несколько API
• Легче проводить тестирование, так как монолитное приложение представляет собой единый централизованный модуль
• Удобная отладка, весь код находится в одном месте

Особенности микросервисов

Микросервисы — это несколько независимых однофункциональных протоколов или сервисов, которые собираются в приложение.

• При работе небольшой команды разработки
• При тестировании (вы можете протестировать какую-то отдельную область. Не нужно запускать все приложение целиком, как при монолите)
• При разных технологических стеках (например, одна команда разработки использует Python, а другая C++)

• Удобность для бизнеса (бизнес эффективность повышается за счет роста эффективности малых групп)
• Удобная маршрутизация. Все просто — микросервисы получают запросы и после дают на них ответ
• Несколько компонентов — сервисы работают независимо друг от друга
• Данные управляются децентрализовано
• Устойчивость к сбоям. Сложно себе представить ситуацию, в которой все компоненты выходят из строя одновременно

Что же лучше?

Давайте теперь суммируем все знания о микросервисах и монолитах и посмотрим на минусы и плюсы каждого.

Достоинства:

Монолит; Микросервис

Можно быстрее разработать MVP; Расширенная функциональность Проще развернуть; Повышенная функциональность Удобнее в поддержке; Можно обновлять по частям ; Проблемы одного модуля меньше сказываются на работе всего приложения ; Легче перестраивать и масштабировать

Минусы:
Монолит;Микросервис

Ошибка может замедлить или разрушить все приложение; Требовательность к ресурсам Труднее масштабировать; Сложнее в использовании Труднее изменить или переформатировать; Дороже накладные расходы ; Разработчики должны иметь одинаковый опыт и уметь работать с различными языками программирования

Суммируя, можно сказать, что для разработки сложных высоконагруженных приложений для бизнеса лучше подойдет микросервисный подход. Пример системы на микросервисе — популярные маркетплейсы, например, Wildberries или Ozon. Каталог товаров, рейтинг, чат с поддержкой, отзывы и фото — это отдельные микросервисы.

Классический же интернет-магазин, например, магазин комнатных растений одного поставщика является монолитом.

Также стоит отметить, что нельзя вначале делать приложение на монолите, а потом превратить его в микросервис. Нужно учитывать бизнес потребности и стратегию развития приложения в будущем — если планируется большое масштабирование, то мы рекомендуем использовать микросервисную архитектуру.

Гибридная архитектура является некоторым компромиссом между микросервисом и монолитом. Она реализуется следующим образом: базовый функционал представлен монолитом, а отдельные функции — в виде микросервисов. Таким образом, можно сочетать надежность монолитных приложений с гибкостью микросервисов.

Монолитная и микросервисная архитектура. Сравнение

От переводчика: во время технических презентаций нашей технологии – платформы быстрой разработки Jmix – мы, как правило, доходим до вопроса архитектуры создаваемых приложений и часто встречаем грусть в глазах разработчиков, когда сообщаем, что создаваемое приложение имеет монолитную архитектуру. Удивительно, но случается, что команды разработки приложений на Delphi или Oraсle EBS непременно заинтересованы в реализации микросервисной архитектуры, отождествляя ее с чем-то очень современным и самым продвинутым. К счастью, хайп вокруг микросервисов постепенно начал замещаться новой информационной повесткой о необходимости рационального использования ресурсов и выбора типа архитектуры приложений на основе компетенций команд разработчиков и масштабов создаваемого решения. В Jmix есть все необходимое, чтобы создавать современные корпоративные информационные системы в рекордные сроки и с минимальными затратами. Мы понимаем, что монолитная архитектура приложений Jmix не может закрыть все кейсы, но мы верим, что для каждой задачи есть подходящий инструмент. Прочитайте перевод статьи из блога Camunda, возможно, она поможет понять какой тип архитектуры подходит для вашего проекта, чтобы сэкономить время, деньги и нервы.

В статье поговорим об отличиях микросервисной архитектуры от монолитной и разберемся, что лучше подойдет для вашего следующего проекта.

Выбор правильной архитектуры приложения – залог его успеха в будущем. К счастью для вас, в данной статье мы сравним два популярных и крайне действенных подхода – монолитную и микросервисную архитектуру.

Далее мы обсудим сильные и слабые стороны каждой архитектуры. А после прочтения статьи вы будете четко понимать, когда и что лучше выбрать.

Итак, будь вы опытным архитектором или любознательным разработчиком, давайте поговорим об отличиях монолитов от микросервисов, чтобы вы могли выбрать свое идеальное решение для следующего проекта!

Монолитная архитектура

Начнем с традиционной монолитной архитектуры. Представьте себе единую и прочную структуру, в которой все компоненты приложения крепко связаны между собой. Она похожа на большой старинный замок, в стенах которого есть все необходимое.

А, например, в контексте веб-приложений мы говорим о том, что клиентский и серверный код находятся внутри одного проекта. Копнув еще глубже, оказывается, что серверный код – это вообще часть того же процесса.

И, чтобы все стало еще более понятным, давайте рассмотрим плюсы и минусы монолитов.

В чем плюсы монолитного подхода?

Главный плюс монолитов – их простота и легкость разработки. Компоненты монолитной системы тесно связаны, поэтому писать и тестировать такой код сравнительно легко. Вы поддерживаете единую базу кода, и это упрощает понимание общей логики приложения.

К явным достоинствам монолитной архитектуры относятся производительность и эффективность. Поскольку все компоненты выполняются в рамках одного процесса, отпадает нужда в межпроцессном взаимодействии. То есть, более быстрое время выполнения и минимальные временные затраты (мы еще к этому вернемся).

И еще один плюс монолитов – среда совместно используемых данных. У всех компонентов есть прямой доступ к той же базе данных, что позволяет беспрепятственно обмениваться этими данными. Тем самым устраняется необходимость в сложных механизмах синхронизации.

В чем минусы монолитной архитектуры?

Пока что монолиты кажутся на удивление достойным решением. Но, к сожалению, здесь есть свои недочеты. В монолитной архитектуре хватает изъянов.

Один из них – масштабирование. Масштабировать монолиты не так уж просто, ведь все приложение масштабируется как единое целое. В итоге, если дополнительные ресурсы нужны только для определенных компонентов, это может вылиться в их нерациональное использование.

Помните, как выше мы говорили о том, что один из плюсов монолитов – внутренняя производительность? В этом же заключается и их головная боль. Ведь, если подумать, весь монолит потребляет ресурсы сервера, на котором работает (будь то выделенный сервер, виртуальная машина и что-то еще). А если у вас есть сложный продукт с множеством опций, то вся система начнет хромать, когда для работы одной из таких функций потребуются дополнительные ресурсы. Представьте себе ситуацию: пользователь загрузил большой файл, который нужно обработать. И это внезапно сказалось на процессе входа. Пользовательский опыт в данном случае будет просто ужасным.

Более того, монолиты часто «завязаны» на определенном стеке технологий. И добавление новых технологий или фреймворков чревато перепроектированием всего приложения. Такое скудное технологическое разнообразие ограничивает ваши возможности и замедляет дальнее развитие приложения (вы когда-нибудь пробовали поддерживать 10-летнего монолита? Конечно же, там вы не найдете ни намека на код React или Next JS).

Что до развертывания и обслуживания, то монолитные архитектуры – слегка громоздкие. Любые изменения или обновления требуют повторного развертывания всего приложения, и это ведет к увеличению времени простоя и возможным сбоям.

Итого: монолитная архитектура предлагает простоту и эффективность; в ней используется единая база кода и общие данных. Но в монолитах отмечаются явные проблемы с масштабируемостью, развертыванием/обслуживанием, а также ограниченное технологическое разнообразие.

Считать ли монолитную архитектуру – худшим техническим решением из когда-либо придуманных? Конечно же, нет! Для них есть свои области использования, о которых мы и поговорим далее.

А теперь давайте разберемся, что такое микросервисы, в чем их плюсы и минусы.

Микросервисная архитектура

Сменим тему и окунемся в мир микросервисной архитектуры. Представьте себе современный город с множеством обособленных зданий, каждое из которых используется для определенной цели. В этом и заключается суть микросервисов – они разбивают приложения на более мелкие автономные сервисы, которые взаимодействуют друг с другом. Если вернуться к тому же примеру с монолитами, то все население вашего города будет находиться внутри одного гигантского здания, в котором каждый человек живет, работает и совершает покупки.

В чем плюсы микросервисной архитектуры?

В микросервисной архитектуре есть множество плюсов, которые привлекли внимание разработчиков по всему миру.

Одним из главных преимуществ данной архитектуры служит масштабируемость и гибкость. Каждый микросервис можно масштабировать независимо от других, исходя от его конкретных потребностей. Такая детализированная масштабируемость позволяет эффективно распределять ресурсы и обеспечивает оптимальную производительность, особенно при работе с меняющимися требованиями к рабочей нагрузке.

Также для микросервисов характерно технологическое разнообразие и автономия. Каждый сервис работает обособленно, так что можно подобрать для него разные технологии и фреймворки – если только их интерфейсы не зависят от технологий (например, используют HTTP API или веб-сокеты). Это открывает целый мир возможностей и позволяет командам выбирать лучшие инструменты для реализации конкретных задач. Микросервисы похожи на динамичную экосистему, в которой каждый сервис может эволюционировать и улучшаться в собственном темпе.

Непрерывная доставка и развертывание – еще одни важные плюсы микросервисной архитектуры. Сервисы не имеют привязки друг к другу, благодаря чему их можно разрабатывать, тестировать и развертывать обособленно. Это сокращает срок вывода на рынок, ведь новые функции и обновления можно развертывать без изменения всего приложения. У вас как будто есть целый гибкий набор сервисов, готовых адаптироваться и улучшаться в любое время. Кроме того, все это позволяет работать над каждым микросервисом сразу нескольким командам, благодаря чему существенно ускоряется время разработки.

В целом, микросервисы – довольно удобные и продуманные. Но, как и везде в нашей отрасли, какой бы гениальной технология не была, ей никогда не стать эталоном. В микросервисах есть ряд существенных недочетов, о которых необходимо знать.

В чем минусы микросервисов?

В свободе и гибкости микросервисов есть и обратная сторона.

Одним из недочетов микросервисной архитектуры являются сложности с управлением распределенной системой. Для координации взаимодействия между сервисами, обеспечения согласованности данных и обработки сбоев необходимо скрупулезное проектирование и внедрение. Ведь, по сути, если у вас есть множество микросервисов, то им же нужно как-то обращаться между собой, обмениваться данными… а как быть, если один из них вдруг выйдет из строя? Как восстановить после этого другие сервисы? Где каждый сервис будет хранить свои данные? Все эти вопросы необходимо задать себе до запуска продукта. А теперь представьте, что у вас есть 30 микросервисов… или даже 100 (причем для крупных систем это не так уж и много). Сможете ли вы ответить на все эти вопросы по каждому сервису?

Теперь понимаете, в чем дело?

Также следует учитывать издержки на координацию и взаимодействие процессов. Чем больше сервисов становится, тем сложнее поддерживать их взаимодействие и согласованность данных. Получается, что для реализации эффективных процессов взаимодействия нужны дополнительные средства (например, API или очереди сообщений).

Итого: микросервисная архитектура может похвастаться масштабируемостью, технологическим разнообразием и непрерывной доставкой. Однако все это сопряжено с рядом трудностей, связанных со сложностью этой архитектуры, распределенными системами и взаимодействием между сервисами.

Сравнение монолитной и микросервисной архитектуры

Для краткого и наглядного анализа давайте сравним монолитную и микросервисную архитектуру по пунктам. Так мы сразу увидим различия в каких-то аспектах.

То, какой вариант вы выберете, зависит от множества факторов, включая требования к проекту, опыт команды и потребность в масштабируемости. Таблица выше поможет вам понять плюсы и минусы двух подходов.

Выбор монолитной или микросервисной архитектуры

Теперь вы разобрались в двух сторонах одной архитектурной медали. Единственное, что осталось, – это сделать правильный выбор. Опять же, задача не самая простая. И прежде, чем сделать выбор, необходимо учесть множество факторов. Поэтому мы быстро рассмотрим несколько примеров использования каждой архитектуры, и вы увидите, где и что лучше подойдет.

Популярные примеры использования монолитной архитектуры

Для начала рассмотрим несколько примеров удачного выбора монолитной архитектуры:

1. Приложения для малого и среднего бизнеса. Сравнительно простым приложениям с ограниченным функционалом и небольшими командами разработки монолитная архитектура может предложить понятное и демократичное решение. Простота единой базы кода и среда совместно используемых данных может ускорить процессы разработки и обслуживания.
2. Проекты прототипирования и проверки концепции (proof-of-concept или PoC). Когда проект находится на ранних этапах, а вы хотите быстро проверить идеи или протестировать концепции, то практичнее будет обратиться к монолитам. Простота такой архитектуры позволяет использовать быстрые этапы разработки, помогая вам эффективно разбивать процесс на части и собирать обратную связь. Нет нужды выстраивать полноценную масштабируемую и гибкую PoC-систему. В ней вы будете тратить время на решение проблем, не связанных с самой концепцией, которую хотите доказать.
3. Среды с ограниченными ресурсами. Монолитная архитектура может стать хорошим решение для определенных сред с ограниченными ресурсами инфраструктуры или возможностями развертывания. Для работы такой системы требуется меньше ресурсов (по сравнению с установкой распределенного микросервиса), так что она лучше подходит для сред с аппаратными или финансовыми ограничениями.
4. Приложения одной функции. Приложения, выполняющие одну четко определенную функцию без сложной интеграции или существенных требований к масштабируемости, только выиграют от монолитной архитектуры. Все приложение работает в рамках единого процесса, и монолиты могут обеспечить эффективную производительность для такого рода узконаправленных задач. Кроме того, если вам потребуется масштабировать систему, то вы можете просто добавить больше реплик монолита под подсистему балансировки нагрузок, и, тем самым, решить эту проблему.
5. Унаследованные системы (Legacy-системы). Модернизация и миграция унаследованных систем – задача весьма сложная. В ряде случаев практичнее будет сохранить существующую монолитную архитектуру и постепенно провести рефакторинг системы, либо же добавить в нужные места микросервисы. В данном подходе вы осуществляете поэтапный переход, сводя к минимуму сбои и эффективно пользуясь существующей кодовой базой.

Помните, что здесь приведено лишь несколько примеров. А решение о том, подходит вам монолитная архитектура или нет, зависит от конкретных условий вашего проекта. В процессе принятия решения вам поможет оценка следующих факторов: размер проекта, сложность, потребности в масштабируемости, ограничения ресурсов

Популярные примеры использования микросервисной архитектуры

Микросервисная архитектура предлагает множество достоинств, из-за чего в ряде случаев кажется весьма привлекательным выбором. Давайте рассмотрим несколько примеров, в которых удачно вписались микросервисы:

• Крупные и сложные системы. Микросервисы – это настоящая находка при работе с крупномасштабными приложениями со сложным функционалом. Разбивка системы на более мелкие и независимые сервисы помогает в качественной организации, обслуживании и масштабируемости. Каждый сервис может заниматься определенными бизнес-возможностями, что делает разработку и обслуживание более легкими в управлении.
• Высокая масштабируемость и эластичность. Приложения с непостоянными или непредвиденными рабочими нагрузками гарантированно выиграют от использования микросервисов. Детализированная масштабируемость позволяет масштабировать каждый сервис по отдельности, исходя из ваших конкретных требований. Это гарантирует эффективное использование ресурсов. Вы можете выделять ресурсы именно там, где они нужны, обеспечивая, тем самым, оптимальную производительность и экономичность.
• Технологическая разнородность. Если для компонентов проекта нужны разные технологии или фреймворки, то гибкость микросервисов поможет вам это реализовать. Каждый сервис можно создавать на том стеке технологий, который лучше всего подойдет под его конкретные требования. Получается, что команды разработки могут пользоваться сильными сторонами различных технологий и подбирать идеальные инструменты для работы.
• Непрерывное развертывание и культура DevOps. Микросервисы отлично согласуются с принципами непрерывной интеграции, доставки и развертывания. Дело в том, что каждый сервис можно разрабатывать, тестировать и развертывать отдельно от остальных, что позволяет быстрее проходить все этапы работы и ускоряет выход продукта на рынок. Данный подход поддерживает гибкую и ориентированную на DevOps культуру разработки, способствуя более частому и быстрому выходу релизов.
• Предметно-ориентированное проектирование. Приложениям со сложными моделями предметной области и своим собственными ограниченным контекстом также подходят микросервисы. Соотнося сервисы с определенными подобластями, вы сможете добиться более качественного распределения обязанностей, инкапсуляции и масштабируемости. Такая модель поддерживает модульный подход, в котором каждый микросервис занимается определенными бизнес возможностями и развивается обособленно.

Важно помнить, что микросервисы, хоть и обладают множеством достоинств, все равно сопряжены с дополнительными сложностями. Для принятия правильного решения учитывайте следующие факторы: размер проекта, потребность в масштабируемости, опыт команды, а также способность справиться с операционными издержками, которые связаны с распределенной системой.

Микросервисы и монолиты. Что лучше?

Как, вы, наверное, уже догадались, ответом на вопрос: «Какая архитектура лучше: микросервисы или монолиты?» будет: и та, и другая. Обе хороши и плохи.

Понимаю, звучит не очень. Но задавать такой вопрос – это уже неправильный подход. Наоборот, лучше спросите себя: «Какая архитектура (монолит или микросервис) лучше подойдет моему проекту?»

И даже в этом случае ответом будет: «Надо смотреть по ситуации».

Выбрать правильную архитектуру для своего приложения крайне важно. Мы сравнили монолитную и микросервисную архитектуру, а также разобрали их плюсы и минусы.

Для монолитной архитектуры характерна простота, эффективность и среда совместно используемых данных. С другой стороны, у микросервисов есть масштабируемость, гибкость и технологическое разнообразие.

Принимая решение, рассмотрите все аспекты. И такие факторы, как размер проекта, сложность, потребность в масштабируемости, опыт команды и даже ограничения по развертыванию. Все это крайне важно и актуально. Стремитесь найти баланс между плюсами и минусами каждой архитектуры.

Помните, что в вопросах архитектуры ПО идеального решения нет. Правильная архитектура зависит от ваших конкретных требований к проекту и организационному контексту. Изучите этот вопрос, оцените все плюсы и минусы и выберите тот подход, который соответствует вашим долгосрочным целям.

Удачи на вашем пути в мир архитектуры!

• блог компании haulmont
• jmix
• java
• open source
• open-source
• программирование
• микросервисы
• сезон java one love

Микросервисная архитектура

Микросервисная архитектура (microservices architecture, MSA) — это способ построения приложений, которые состоят из независимых друг от друга небольших модулей. Такие приложения называют микросервисами (microservices / MS).

Архитектура микросервисов принципиально отличается от более традиционного подхода, когда программу рассматривают как монолит. Микросервисы похожи на домики из конструктора: все блоки снимаются, их можно пересобрать или заменить. Поэтому такой подход считается более отказоустойчивым, и крупные компании внедряют его, чтобы повысить функциональность и надежность своих систем.

Созданием микросервисов занимаются команды из разработчиков, системных архитекторов и других специалистов.

DevOps-инженер

Помогайте компаниям быстрее выпускать качественный продукт

Микросервис и монолит

В противовес микросервисам существует так называемая монолитная архитектура программы — когда все приложение рассматривается как единое целое. Программа-монолит может состоять из модулей, но они тесно связаны друг с другом и не могут существовать один без другого. Их нельзя просто убрать или заменить. Если изменить один модуль, изменятся и другие.

Такие программы могут спокойно существовать, пока они небольшие и не слишком мощные. На стадии расширения начинаются проблемы. У монолитных систем есть ряд недостатков, которые как раз призваны устранить микросервисы.

Приложение сложно масштабировать. Его части не способны работать друг без друга. Поэтому, чтобы усилить производительность какой-то одной функции, придется запускать еще один экземпляр полноценного приложения. А это больше мощностей и затрат на развертывание. А еще такой подход не позволяет масштабировать приложение по частям — только целиком.

Хуже отказоустойчивость. Если в одной части монолитной структуры произойдет сбой, это скажется на всей системе. Остальные компоненты тоже не смогут работать, программа «упадет» целиком. Как итог — система дольше простаивает, а специалистам сложнее искать ошибку. Зачастую это большие финансовые потери.

Сложнее обновлять. Монолитная архитектура довольно консервативна: чтобы что-то добавить или убрать, понадобится переделывать всю программу целиком. Это требует больше времени, затрат, труда разработчиков. Кроме того, использовать можно не все инструменты. Не получится просто так переделать legacy-код под новые стандарты или внедрить новый стек технологий: нужно выбирать инструменты, совместимые с изначальной архитектурой. А если проблема обновления стоит остро — переписывать весь код.

Эти сложности возникают не сразу, а только на определенном этапе развития. Поэтому коммерческие программы часто разрабатывают по такому принципу: сначала делают небольшое и дешевое монолитное приложение, а по мере развития переделывают в микросервисы.

DevOps-инженер — связующее звено между всеми этапами создания продукта. Станьте незаменимым специалистом
за 6 месяцев.

Для чего нужны микросервисы

Архитектура приложения при микросервисном подходе совсем другая. Программа состоит из множества мелких блоков, а их функциональность не зависит один от другого. Поэтому микросервисы нужны, чтобы:

• иметь возможность дорабатывать и изменять каждый блок по отдельности;
• упростить обновления и развитие продукта;
• повысить отказоустойчивость всей системы;
• более эффективно распределить мощности по частям системы;
• лучше разделить обязанности внутри команды: каждый может делать что-то свое и не беспокоиться, как это повлияет на весь остальной продукт.

К разработке микросервисов приходят, когда программа становится слишком объемной, чтобы ее можно было эффективно обслуживать как монолит. Чаще под новую архитектуру переделывают уже существующие приложения, но бывает и так, что программа с нуля строится как микросервисная.

Например, если разработкой занимается крупная компания, и сразу ясно, что нагрузка на программу будет большая, надежнее сразу создать микросервис.

Особенности микросервисов

Модули. Большая система строится из распределенных программных модулей. Каждый из них должен быть небольшим, независимым от других, выполнять какую-то одну узкую функцию. Для управления модулями обычно нужна автоматизация, а развиваются они в несколько итераций — маленькими шагами.

Сообщение. Модули независимы, но общаются друг с другом и обмениваются информацией. Это обычно делают по схеме, которую называют Smart endpoints and dumb pipes — умные конечные точки и глупые каналы. Так называется паттерн, когда обработкой входящих и исходящих сообщений занимаются сами отправители и получатели — то есть модули. А каналы просто передают информацию и больше ничего не делают. Обычно микросервисы «общаются» по сети с помощью простых API.

Команда. Микросервисная архитектура накладывает свои требования к команде разработки. Есть мнение, что для каждого модуля нужен свой разработчик, а отдельно стоит выделить DevOps-инженера и других «глобальных» специалистов. Другое мнение гласит, что команда должна быть такой, чтобы ее можно было накормить двумя коробками пиццы — это правило в свое время внедрил Amazon.

Языки. Модули слабо связаны между собой, поэтому разработчики не обязаны использовать для всех одни и те же инструменты. Разные микросервисы в рамках одной системы вполне могут быть написаны на разных языках программирования и фреймворках, пользоваться совершенно различными технологиями.

В реальном мире при создании микросервисов чаще всего пользуются JavaScript для веб-модулей, C++ и Go для нагруженных модулей, которые должны работать быстро, Java для энтерпрайза и Python для вычислений и аналитики.

Инструменты и среды. Можно использовать любые библиотеки и фреймворки, которых требует задача. Но есть инструменты, которые необходимы любому микросервисному продукту. Это ПО не для конкретных модулей, а для менеджмента всей системы и настройки среды выполнения:

• Docker для контейнеризации данных;
• Kubernetes для управления контейнерами;
• системы для CI/CD — непрерывной интеграции и развертывания;
• сервисы для мониторинга и записи логов о работе приложения;
• инструменты для Service Discovery — автоматического обнаружения сервисов.

Пример микросервисной архитектуры

Очевидный пример — супераппы, многофункциональные приложения, которые объединяют в себе несколько функций. Зачастую эти функции очень разные, и если создать такое приложение в монолите, работать с ним будет очень тяжело.

Скажем, «ЯндексGo» последние годы можно использовать не только для заказа такси, но и для пересылки вещей, просмотра маршрутов общественного транспорта или аренды самоката. Это суперапп, и сложно представить, чтобы такой набор сложных функций реализовали монолитно. А еще на микросервисную архитектуру давно перешли такие крупные проекты, как Twitter (X) или Amazon.

Неожиданный пример микросервисной архитектуры из живой природы — гигантский осьминог. В каждом щупальце осьминога свой мозг, поэтому его конечности двигаются независимо друг от друга. А сам осьминог благодаря этому способен на очень сложные движения.

Отличия микросервиса от SOA

Похожий подход к архитектуре приложений — это SOA, или сервисно-ориентированная архитектура. Некоторые даже считают, что микросервисы и SOA по сути одно и то же. Это не совсем так. Скорее, микросервис можно назвать частным случаем SOA и одним из способов ее реализовать.

• В SOA входит большое количество подходов к разработке. Например, архитектура CORBA, или общая архитектура опосредованных запросов к объектам. Эти подходы необязательно похожи на микросервисы.
• В среднем SOA-приложения имеют меньшую степень гранулярности, то есть разбиения на мелкие части. В микросервисном приложении может быть несколько десятков или даже сотен модулей, а в SOA — в среднем не больше десяти.

SOA можно рассматривать как промежуточный этап при переходе от монолита к микросервисам.

Кто разрабатывает микросервисы

Сама по себе архитектура довольно сложная, нужно поддерживать много маленьких процессов и управлять ими. Поэтому над микросервисами обычно трудится целая команда специалистов:

• системный архитектор или проектировщик занимается созданием архитектуры программы, выделяет ее важные функции и детали;
• команды разработчиков непосредственно создают логику сервисов, поддерживают их и обновляют;
• DevOps фактически занимается менеджментом сервисов, развертывает их, оркестрирует, настраивает ПО для контейнеризации и управления множеством маленьких модулей.

Отличительная особенность микросервисов тут — необходимость иметь в команде DevOps-инженера. Без него управлять всей этой системой из сервисов очень сложно.

Преимущества микросервисной архитектуры

Гибкое масштабирование. С микросервисами можно легко управлять масштабом и нагрузкой. Если нужно нарастить производительность конкретного модуля, можно выдать ему больше мощностей или запустить еще один экземпляр процесса. Это удобнее, чем монолит, где нельзя выдать больше ресурсов только одному компоненту — нужно давать их системе в целом.

Удобные обновления. Если нужно что-то обновить — можно изменить только несколько сервисов и не трогать остальные. Не понадобится переписывать все, ведь модули независимы. А еще ненужные модули можно просто убрать, и это не слишком повлияет на работу системы в целом. Разворачивать обновления тоже проще, ведь заново запускать приходится не весь продукт целиком, а только отдельный сервис.

Отказоустойчивость. Микросервисы независимы друг от друга. Поэтому если один или даже несколько модулей выйдут из строя, это не повлияет на работу остальных. Это не значит, что микросервисы защищены от ошибок: просто эти ошибки с меньшей вероятностью «уронят» всю систему.

Возможность выбирать технологии. С микросервисами продукт не «привязан» к конкретному языку программирования и стеку инструментов. Правда, обязательно нужны системы для управления модулями — но даже тут можно выбрать из нескольких вариантов.

Независимость данных. Данные каждого микросервиса хранятся отдельно от других, поэтому изменения в модели данных одного модуля не затрагивают остальные. Хотя работа с данными в микросервисной архитектуре имеет свои особенности, независимость опять же помогает разным частям системы быть автономнее.

Наглядный контроль качества. Если в монолитной команде выше вероятность подхода «все отвечают за всё», то с микросервисами задачи легче распределить между командами. Каждый делает что-то свое, его результаты можно наглядно оценить. Качество выполнения задач проще отследить, а еще структурированными командами легче управлять.

Недостатки микросервисной архитектуры

Сложное проектирование. Спроектировать микросервисную архитектуру и ничего не забыть — намного более сложная задача, чем сделать монолитное приложение. Трудности начинаются еще на этапе деления на модули: сколько их должно быть, насколько мелкими их делать и так далее.

Большое количество модулей. Это одновременно и плюс, и минус. О плюсах подхода мы уже рассказали выше, минус же в том, что за всем этим количеством нужно следить. Приходится мониторить большие массивы информации — даже если автоматизировать этот процесс, поддержка продукта становится намного дороже.

Потребность в DevOps. Этот пункт вытекает из предыдущего. Микросервисная архитектура накладывает ограничения на методологию и состав команды. Без методологии DevOps микросервисное приложение практически невозможно поддерживать — из-за необходимости мониторить и оркестрировать модули. В целом повышается операционная сложность, растут требования к специалистам.

Проблемы с целостностью данных. В микросервисных системах растет риск неконсистентности данных, то есть их несогласованности. Если данные не целостные, вырастает риск ошибки. Информация слабо связана между собой, поэтому в разных частях системы могут храниться противоречивые сведения — возникает путаница.

Снижение производительности. Еще одно следствие того, что модулей много. Информация проходит более долгий путь: сначала переходит от одного модуля к другому, потом к третьему и так далее. В итоге такая система будет работать медленнее. Есть способы повысить скорость — но они требуют высокого профессионализма разработчиков и не универсальны.

Дороговизна. Все вышеперечисленное довольно дорого и разрабатывать, и поддерживать. Нужны платные специализированные инструменты, которые помогут управлять модулями и мониторить их состояние. Нужны квалифицированные специалисты и довольно большие мощности. Так что микросервисы — это в первую очередь решение для крупных и сложных проектов.

Для каких приложений подходит микросервисная архитектура

Микросервисы упрощают развитие больших систем, но для маленьких часто оказываются избыточными: слишком дорогими или громоздкими. Поэтому решение подойдет не для каждого приложения. Существуют категории программ, для которых микросервисы подходят лучше других:

• cloud native — архитектура облачных приложений очень часто построена на микросервисах. Облако идеально подходит для системы из слабо связанных между собой маленьких частей;
• супераппы и многофункциональные программы — чем больше компонентов и модулей, тем выше потребность в MSA. Особенно если эти модули в идеале нужно реализовать с помощью разных технологий;
• приложения с объемным кодом — сложно переписывать его целиком ради каждого обновления;
• программы, компоненты которых нагружаются по-разному или нагрузка «плавает» в зависимости от внешних факторов. Например, онлайн-магазины с сезонным спросом;
• приложения, для которых критичны быстрые обновления и непрерывная доставка — например, связанные с меняющимися трендами;
• приложения с большими командами разработчиков — это не характеристика программы как таковой, но тоже аргумент в пользу микросервисов. Чем больше людей в команде, тем сложнее поддерживать монолит: каждому приходится держать в голове работу всех остальных.

DevOps-инженер

Станьте DevOps-инженером и помогайте командам фокусироваться на создании качественного продукта. Профессия отлично подойдет разработчикам, тестировщикам и сисадминам