Spis treści:

Jak szybko zarobić w IT w 2025 roku? Spróbuj swoich sił w różnych z zakresu IT i zrób pierwszy krok w kierunku nowego zawodu zdalnie!
Dowiedz się więcej
Architekt oprogramowania w Almus, inżynier danych w mesto.co i instruktor kursu „Zawód architekta oprogramowania” w Skillbox. Moje doświadczenie obejmuje tworzenie i wdrażanie rozwiązań architektury oprogramowania, a także przetwarzanie i analizę danych. Staram się dzielić swoją wiedzą i doświadczeniem w programowaniu i architekturze oprogramowania, ucząc studentów nowoczesnych metod i technologii w tej dynamicznie rozwijającej się dziedzinie.
Architektura mikrousług (MSA) przyciąga uwagę i wzbudza zainteresowanie wśród specjalistów ds. rozwoju oprogramowania. Wiele firm dąży do wdrożenia MSA, ale w praktyce nie wszyscy użytkownicy są zadowoleni z tego przejścia. Niektóre organizacje wręcz żałują wyboru podejścia mikrousługowego. Ważne jest, aby zrozumieć, że udane wdrożenie architektury mikrousług wymaga starannego planowania, oceny ryzyka i zrozumienia konkretnych problemów, które należy rozwiązać.
Architektura mikrousług nie jest uniwersalnym rozwiązaniem wszystkich problemów. Ma swoje zalety i wady i nie nadaje się do każdego projektu ani na wszystkich etapach jego rozwoju. Jeśli Twoja firma się rozwija i napotykasz ograniczenia monolitycznej struktury, nie zawsze jest to wystarczający powód, aby przejść na mikrousługi. Przed podjęciem decyzji ważne jest, aby dokładnie ocenić potrzeby projektu i przeanalizować, czy architektura mikrousług rzeczywiście pomoże rozwiązać istniejące problemy.
W tym artykule omówiono podejście architektoniczne idealne dla różnych aplikacji biznesowych. Jeśli planujesz przejście z architektury monolitycznej na system rozproszony, zdecydowanie zaleca się zapoznanie się ze wszystkimi dostępnymi stylami architektury rozproszonej. Pomoże Ci to dokonać świadomego wyboru, który spełni Twoje potrzeby biznesowe. Zastosowanie odpowiedniego rozwiązania architektonicznego może znacznie poprawić wydajność i skalowalność Twoich aplikacji.
Jakie są ograniczenia monolitu?
W małej firmie realizującej projekt często pojawia się sytuacja, w której zespół składający się z 5–8 osób staje w obliczu rozwoju firmy. Wraz ze wzrostem liczby klientów i złożonością systemu, dodawane są nowe funkcje, a obciążenie zespołu znacznie wzrasta. Aby skutecznie poradzić sobie z rozwojem i testować więcej hipotez, firmy często decydują się na zatrudnienie dodatkowych programistów. To nie tylko przyspiesza proces rozwoju, ale także poprawia jakość produktu, dostosowując go do wymagań klienta. Tym samym rozszerzenie zespołu staje się ważnym krokiem w utrzymaniu konkurencyjności i pomyślnej realizacji projektów w obliczu rosnącego popytu. Firmy stoją przed szeregiem kluczowych wyzwań, które mogą negatywnie wpłynąć na ich rozwój. Jednym z głównych problemów jest brak finansowania, który ogranicza możliwości rozwoju i innowacji. Wiele firm boryka się również z trudnościami w przyciąganiu i utrzymywaniu wykwalifikowanych pracowników, co prowadzi do spadku produktywności. Konkurencja na rynku staje się coraz bardziej zacięta, a firmy muszą dostosowywać się do szybko zmieniających się warunków. Ponadto brak skutecznych strategii marketingowych może prowadzić do zmniejszenia widoczności i kurczenia się bazy klientów. Problemy te wymagają starannej analizy i strategicznego podejścia, aby zapewnić zrównoważony rozwój firmy. Zespół staje się coraz bardziej zatłoczony. Nad projektem pracuje coraz więcej osób. Praca ze wspólną bazą kodu jest trudniejsza, a podczas łączenia pojawia się więcej konfliktów. Wydania stają się coraz bardziej złożone. Małe wydania stają się drogie, ponieważ nawet drobna aktualizacja wymaga przetestowania całego monolitu. Zakres rośnie, wydania są opóźnione, a firma traci czas, który mógłby zostać wykorzystany na zebranie danych dotyczących hipotez, wyciągnięcie wniosków i dalsze działania. A jeśli wydanie zostanie wycofane (na przykład z powodu niestabilności funkcji), cały zakres zostanie wycofany.
Na tym etapie wiele firm zaczyna wdrażać architekturę mikrousług, ponieważ skutecznie rozwiązuje ona pojawiające się problemy. Aby lepiej zrozumieć, jak to dokładnie się dzieje, przyjrzyjmy się bliżej architekturze mikrousług (MSA).
Czym jest architektura mikrousług

Aplikacje zbudowane w oparciu o architekturę mikrousług (MSA) składają się z wielu małych podsystemów zwanych mikrousługami. Te mikrousługi mogą działać na jednej maszynie fizycznej lub na wielu maszynach, zapewniając zwiększoną odporność systemu. Korzystanie z MSA poprawia skalowalność i elastyczność aplikacji, ponieważ każdą mikrousługę można rozwijać, wdrażać i aktualizować niezależnie. Jest to szczególnie ważne w przypadku nowoczesnych aplikacji internetowych, w których niezawodność i dostępność usług są kluczowe. Tworzenie aplikacji z wykorzystaniem architektury mikrousług ułatwia efektywniejsze zarządzanie zasobami i upraszcza proces wprowadzania nowych funkcji.
Architektury mikrousług często wykorzystują warstwę API, która służy jako wspólny punkt wejścia do systemu. Warstwa ta zapewnia równoważenie obciążenia i kontroluje dostęp do różnych usług, ale nie jest wymaganym elementem architektury. Warstwa API pomaga zwiększyć bezpieczeństwo i upraszcza interakcje między klientami a mikrousługami poprzez usprawnienie zarządzania żądaniami i odpowiedziami.
Projekt MSA opiera się na zasadach projektowania zorientowanego na domenę, w tym na ograniczonych kontekstach i domenach. Każda mikrousługa jest odpowiedzialna za określoną domenę lub subdomenę i ma własną bazę danych lub może funkcjonować bez niej, ale ważne jest, aby usługi nie współdzieliły wspólnej bazy danych. Mikrousługi nie współdzielą również wspólnej bazy kodu z innymi usługami, co ułatwia bardziej elastyczny i niezależny rozwój. Wyjątkiem od tego podejścia jest wzorzec sidecar, który można wykorzystać do rozszerzenia funkcjonalności mikrousług. Takie podejście zapewnia skalowalność, upraszcza konserwację i usprawnia zarządzanie projektami.
Mikrousługi charakteryzują się niskim sprzężeniem, co pozwala im funkcjonować niezależnie od siebie. Mikrousługi zazwyczaj komunikują się synchronicznie przez HTTP lub asynchronicznie, wykorzystując systemy kolejkowania komunikatów, takie jak RabbitMQ, Redis i Amazon SQS, a także przetwarzanie strumieniowe z wykorzystaniem Kafka i Amazon Kinesis. Takie podejście oferuje liczne korzyści, takie jak elastyczność, skalowalność i uproszczony proces tworzenia oprogramowania. Skalowalność architektury mikrousług jest osiągana dzięki wysokiej granularności i braku scentralizowanych baz danych. Pozwala to na łatwe wdrażanie dodatkowych instancji mikrousług, a obciążenie bazy danych jest ograniczone do jednej konkretnej usługi, a nie całego systemu. Takie podejście nie tylko optymalizuje wydajność, ale także obniża koszty, ponieważ skalowalne są tylko te usługi, które generują duży ruch. System osiąga wysoką elastyczność, umożliwiając uruchamianie nowych instancji w ułamku sekundy. Gdy obciążenie poszczególnych mikrousług gwałtownie wzrośnie, system może automatycznie tworzyć dodatkowe repliki, zapewniając stabilną pracę i wysoką wydajność. Elastyczność jest kluczowym aspektem nowoczesnych architektur chmurowych, umożliwiając efektywne zarządzanie zasobami i adaptację do zmieniających się warunków obciążenia. Elastyczność i zmienność to kluczowe aspekty współczesnego programowania. Nawet najwyższej jakości monolit szybko staje się trudny w utrzymaniu wraz z rozwojem systemu. W rezultacie kod nieuchronnie wymaga refaktoryzacji. Mikrousługi są w tej sytuacji optymalnym rozwiązaniem. Przypominają klocki Lego, umożliwiając łatwe tworzenie nowych struktur i dodawanie nowych komponentów do projektu. Takie podejście upraszcza modyfikację i skalowanie systemu, czyniąc rozwój bardziej efektywnym i adaptacyjnym do zmian. Szybkość i izolowane dostarczanie to kluczowe zalety architektury mikrousług. Rozwój i wdrażanie mikrousług są uproszczone dzięki ich strukturalnej prostocie. Każda mikrousługa ma jasno zdefiniowane funkcje, co ułatwia jej udoskonalanie, testowanie i wdrażanie. W przeciwieństwie do aplikacji monolitycznych o złożonej logice, mikrousługi pozwalają zespołom szybciej reagować na zmiany i dostosowywać się do nowych wymagań. To znacznie zwiększa elastyczność i szybkość rozwoju, co jest ważnym aspektem we współczesnym programowaniu.
Izolowane programowanie pozwala małym zespołom efektywnie wykonywać wspólne zadania szybciej niż jest to możliwe w przypadku pojedynczego, dużego zespołu. Zarządzanie procesami w trzyosobowym zespole jest znacznie łatwiejsze niż w trzydziestoosobowym. Mniejsze zespoły są w stanie szybciej dostosowywać się do zmian, podejmować decyzje i wdrażać pomysły. Przyczynia się to do wzrostu produktywności i poprawy jakości pracy, co ostatecznie prowadzi do pomyślnej realizacji projektów.
Niezawodność architektury mikrousług jest wysoka, choć sytuacja nie zawsze jest jednoznaczna. Z jednej strony izolacja mikrousług przyczynia się do zwiększenia odporności całego systemu na błędy. Jednak wraz ze wzrostem liczby integracji rośnie ryzyko awarii. Niemniej jednak, w praktyce wskaźniki niezawodności projektów wykorzystujących architekturę mikrousług często przekraczają średnią. To sprawia, że MSA jest preferowanym wyborem dla wielu nowoczesnych aplikacji dążących do wysokiej dostępności i odporności.
Każdą mikrousługę można rozwijać z wykorzystaniem różnych technologii, co zapewnia pełną swobodę wyboru. Ważne jest jednak zachowanie równowagi i kontroli nad decyzjami technicznymi, aby uniknąć stworzenia złożonej i nieefektywnej architektury znanej jako technozoo. Właściwy dobór technologii i ich integracja pomogą zapewnić stabilność i skalowalność systemu.
Mikrousługi mają wiele atrakcyjnych zalet, co czyni je popularnymi wśród firm. Jednak, jak każdy model architektoniczny, mikrousługi mają swoje wady. Decyzje architektoniczne zawsze wymagają kompromisów, a mikrousługi nie są wyjątkiem. Pomimo oczywistych zalet, istnieje szereg istotnych wad, które należy wziąć pod uwagę podczas migracji do tej architektury.
Co jest nie tak z mikrousługami
Głównymi wadami MSA są niska wydajność i złożoność, które pojawiają się na różnych poziomach implementacji i eksploatacji. Problemy te mogą negatywnie wpłynąć na ogólną efektywność systemu i skomplikować proces tworzenia i integracji aplikacji.
Projektowanie produktu wymaga starannego zdefiniowania granic usług. Błędy na tym etapie mogą prowadzić do znacznych kosztów, w tym czasu i zasobów kilku zespołów. Nawet przy udanym projekcie proces ten może być czasochłonny. Prawidłowa alokacja usług jest kluczem do efektywnego działania i minimalizacji ryzyka. Utrzymywanie kontraktów w architekturze mikrousług. Mikrousługi komunikują się ze sobą za pomocą określonych formatów danych. Należy jednak pamiętać, że aktualizacje umów będą z czasem konieczne. Im więcej mikrousług w systemie, tym bardziej złożone staje się zarządzanie tymi zmianami. Prawidłowa organizacja procesu aktualizacji umów ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia stabilności i kompatybilności wszystkich komponentów systemu.
Transakcje rozproszone stanowią złożony aspekt projektowania systemów. Chociaż należy ich unikać, czasami są one niezbędne. Na przykład, jeśli wystąpi błąd programistyczny i nie będzie można przywrócić poprzedniej architektury, transakcje rozproszone mogą być wymagane w celu zapewnienia funkcjonalności. Ponadto, w kontekście NFT, konieczne może być podzielenie produktu na dwie oddzielne usługi, przy jednoczesnym zachowaniu granic transakcji. Zapewnia to integralność danych i prawidłowe działanie, co ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego działania nowoczesnych systemów rozproszonych.
Znalezienie błędów w architekturze mikrousług (MSA) jest złożonym zadaniem, ponieważ obejmuje wiele usług. To znacznie komplikuje testowanie interakcji między usługami. Podczas gdy testowanie poszczególnych usług jest zazwyczaj łatwe i wygodne, identyfikacja problemów w systemie jako całości wymaga głębszej analizy i dbałości o szczegóły. Skuteczne podejście do diagnozowania błędów w architekturze mikrousług (MSA) obejmuje wykorzystanie narzędzi do monitorowania i rejestrowania, które umożliwiają szybką identyfikację i rozwiązywanie problemów, zapewniając stabilność aplikacji i wysoką wydajność.
Monitorowanie systemu staje się szczególnie ważne wraz ze wzrostem liczby komponentów i integracji. Im więcej elementów znajduje się w systemie, tym bardziej złożona i kosztowna staje się organizacja procesu monitorowania. Skuteczny monitoring pozwala na szybką identyfikację i rozwiązywanie problemów, zapewniając stabilne działanie systemu i minimalizując potencjalne awarie. Inwestycja w wysokiej jakości narzędzia do monitorowania pomoże zoptymalizować procesy i obniżyć ogólne koszty utrzymania systemu.
Konieczność DevOps w nowoczesnych projektach IT. Architektury mikrousług (MSA) nie można wdrożyć bez wdrożenia DevOps. Architektura mikrousług jest ściśle powiązana z praktykami takimi jak konteneryzacja i orkiestracja, które są kluczowymi elementami skutecznego podejścia DevOps. Bez tych narzędzi zapewnienie szybkiego i niezawodnego rozwoju aplikacji, ich testowania i wdrażania staje się niezwykle trudne. Wdrożenie DevOps umożliwia automatyzację procesów, lepszą współpracę między zespołami i znaczny wzrost ogólnej efektywności rozwoju. Niska wydajność wynika ze zwiększonej liczby usług w łańcuchu wywołań. Im więcej zaangażowanych usług, tym większe opóźnienie. Oczywiste jest, że wykonanie funkcji jest znacznie szybsze niż realizacja żądania sieciowego. Optymalizacja architektury i zmniejszenie liczby usług może znacznie zwiększyć szybkość przetwarzania żądań i poprawić ogólną wydajność systemu. Wysokie koszty. Należy pamiętać, że opracowanie i utrzymanie tak dużego systemu wymaga znacznych nakładów finansowych. Mikrousługi wiążą się z pewnymi kosztami ogólnymi, które są uzasadnione tylko na dużą skalę. Ich wykorzystanie jest niepraktyczne na wczesnym etapie, ponieważ przypomina próbę zorganizowania małej firmy na wzór dużej korporacji. Może to prowadzić do nadmiernej biurokracji, w której menedżerowie tworzą liczne regulacje i tworzą jednoosobowe „działy”. Dla organizacji zatrudniających 30–100 pracowników bardziej odpowiednie są prostsze i bardziej elastyczne rozwiązania architektoniczne, umożliwiające efektywne zarządzanie procesami bez zbędnej złożoności.
Istnieje rozwiązanie: architektura oparta na usługach!
Architektura oparta na usługach (SBA) jest rzadko wspominana w rosyjskojęzycznym internecie i przez wielu może być postrzegana jako odpowiednik architektury mikrousług (MSA). Nie jest to do końca prawdą, choć pod pewnymi względami są one podobne. Architektura oparta na usługach jest prostszą i bardziej uproszczoną wersją mikrousług. W przeciwieństwie do MSA, które polega na korzystaniu z wielu małych, niezależnych usług, SBA koncentruje się na tworzeniu większych, zintegrowanych usług, co upraszcza tworzenie i zarządzanie aplikacjami. Zrozumienie różnic między tymi podejściami architektonicznymi jest ważne dla wyboru optymalnego rozwiązania w oparciu o potrzeby biznesowe i wymagania systemowe.
Głównymi różnicami między architekturą opartą na usługach a mikrousługami są drobniejsza granularność usług i brak bezpośredniej komunikacji między nimi. W podejściu opartym na usługach liczba usług zazwyczaj waha się od 4 do 12, a ich granice odpowiadają granicom domeny. Natomiast w architekturze mikrousług liczba usług może sięgać dziesiątek lub setek i są one podzielone na mniejsze komponenty. Ta różnica w strukturze i poziomie granularności pozwala na bardziej elastyczne zarządzanie usługami w architekturze mikrousług, chociaż wymaga bardziej złożonego zarządzania komunikacją i interakcjami między nimi.
System rezerwacji biletów do kina obejmuje trzy kluczowe operacje. Pierwszą operacją jest wybór filmu, gdzie użytkownicy mogą przeglądać aktualne seanse, gatunki i oceny. Drugą operacją jest wybór miejsc w kinie, co pozwala widzom znaleźć najwygodniejsze miejsca na seans. Trzecią operacją jest proces płatności, który zapewnia bezpieczne i wygodne metody transakcji, w tym karty kredytowe i portfele elektroniczne. Wydajny system biletowy poprawia doświadczenia użytkowników i zwiększa frekwencję w kinie.
- Inicjalizacja zamówienia;
- Płatność za bilet;
- Anulowanie zamówienia.
W architekturze mikrousług (MSA) każda operacja może być obsługiwana przez osobną mikrousługę, co zapewnia elastyczność i skalowalność systemu. Natomiast w architekturze opartej na usługach cała logika jest skoncentrowana w jednej usłudze, eliminując potrzebę komunikacji międzyusługowej. To znacznie upraszcza rozwój i zmniejsza ryzyko związane z integracją, która często staje się wąskim gardłem w systemach. Dzięki podejściu opartemu na usługach programiści mogą skupić się na funkcjonalności aplikacji, minimalizując złożoność powstającą w wyniku interakcji różnych komponentów.

Wł. Obrazek poniżej pokazuje, że podstawowa topologia wykorzystuje współdzieloną bazę danych. Jednak w przypadku niektórych usług lub grup korzystne może być wydzielenie oddzielnych baz danych. Optymalizuje to wydajność, poprawia bezpieczeństwo i zapewnia bardziej elastyczne zarządzanie danymi. Dedykowane bazy danych mogą być przydatne w przypadku specjalistycznych aplikacji wymagających unikalnych ustawień lub prywatności danych, zwiększając wydajność architektury i dostosowując ją do potrzeb biznesowych.

Jeśli Twoje usługi współpracują ze wspólną bazą danych zgodną z zasadami ACID, zaleca się rozdzielenie ich schematów. Umożliwi to ich niezależny rozwój. W przeciwnym razie, podczas udoskonalania jednej usługi, aktualizacja schematu bazy danych mogłaby negatywnie wpłynąć na inne usługi. Podobne problemy mogą wystąpić podczas oddzielania magazynów danych. Izolacja schematu pomoże uniknąć konfliktów i uprości zarządzanie zmianami.
Architektura usług umożliwia transakcje ACID w ramach jednej domeny, co jest niemożliwe w przypadku architektury mikrousług. Technologie takie jak odwrotny serwer proxy, brama API czy równoważenie obciążenia po stronie klienta mogą być wykorzystane do efektywnego rozłożenia obciążenia. W przypadkach, gdy usługi działają w jednym wystąpieniu, nie ma potrzeby równoważenia obciążenia.

Przejdź do sekcji Migracja z Przejście z monolitu do architektury mikrousług (SBA) jest dość proste, zwłaszcza jeśli projekt monolitu jasno identyfikuje logiczne moduły, które później mogą stać się indywidualnymi usługami. Takie podejście upraszcza proces migracji i zapewnia bardziej elastyczną strukturę aplikacji. Prawidłowe rozdzielenie modułów na początkowym etapie rozwoju ułatwia efektywny rozkład funkcjonalności na usługi, co z kolei ułatwia przyszłe skalowanie i utrzymanie systemu. Projektowanie usług może rozwijać się w dwóch kierunkach. Pierwszym jest stworzenie intuicyjnego i atrakcyjnego interfejsu, który upraszcza interakcję użytkownika z funkcjonalnością. Drugim jest dostosowanie projektu do współczesnych trendów, które mogą obejmować użycie jasnych kolorów, oryginalnych czcionek i animacji. Ważne jest, aby wybrany styl nie tylko przyciągał uwagę, ale także przyczyniał się do łatwości użytkowania, tworząc pozytywne doświadczenie użytkownika. Skuteczne projektowanie może zwiększyć lojalność klientów i poprawić ogólne wrażenia z obsługi.
- Jeśli masz pewność, że Twój system oparty na usługach nie będzie się dalej rozwijał, możesz wybrać styl warstwowy;
- Jeśli przejście na MSA jest nieuniknione w przyszłości, zidentyfikuj subdomeny w usługach, które następnie przekształcą się w mikrousługi.
Przyjrzyjmy się teraz wyzwaniom związanym z MSA i przeanalizujmy, jak architektura oparta na usługach radzi sobie z tymi problemami. Wyniki porównawcze przedstawiono w tabeli.
Mikrousługi w architekturze opartej na usługach mają swoje zalety, ale ich wady są niewielkie. Umożliwiają tworzenie elastycznych i skalowalnych systemów, co czyni je atrakcyjnymi dla nowoczesnego rozwoju. Główne wady, takie jak złożoność zarządzania i konieczność ciągłej integracji, można skutecznie zminimalizować dzięki odpowiedniemu podejściu. Dlatego wykorzystanie mikrousług w architekturze opartej na usługach może być bardzo skutecznym rozwiązaniem.
Rozważmy zalety:
Architektura zorientowana na usługi (SOA) charakteryzuje się niską elastycznością, ale jest wolna od wad architektury mikrousług (MSA) i zapewnia dobrą skalowalność i zmienność. Takie podejście pozwala na efektywniejsze zarządzanie zasobami i adaptację do zmieniających się wymagań, co czyni ją atrakcyjną dla wielu organizacji. SOA ułatwia również integrację różnych usług i usprawnia interakcję między nimi, co ostatecznie poprawia ogólną wydajność systemu.
CV to kluczowy dokument prezentujący Twoje umiejętności i doświadczenie zawodowe. Dobrze napisane CV przyczynia się do sukcesu zawodowego i przyciąga uwagę pracodawców. Ważne jest, aby podkreślić swoje osiągnięcia, kwalifikacje i doświadczenie zawodowe, używając jasnego i zwięzłego stylu.
Dobrze ustrukturyzowane CV powinno zawierać dane kontaktowe, cel, wykształcenie i doświadczenie zawodowe. Upewnij się, że wszystkie punkty są jasno sformułowane i spełniają wymagania pracodawcy. Używaj czasowników w formie czynnej i konkretnych przykładów, aby podkreślić swoje osiągnięcia.
Optymalizacja CV pod kątem słów kluczowych istotnych dla Twojej dziedziny zawodowej pomoże zwiększyć jego widoczność w systemach śledzenia kandydatów. Regularnie aktualizuj swoje CV, dodając nowe umiejętności i osiągnięcia, aby zachować jego aktualność. Dobre CV nie tylko zwiększa Twoje szanse na rozmowę kwalifikacyjną, ale także odzwierciedla Twoją tożsamość zawodową.
- Architektura mikrousług jest bardzo elastyczna, skalowalna i elastyczna, ale jest również droga, złożona i mało wydajna.
- Architektura oparta na usługach to „młodsza siostra” MSA. Może służyć jako etap pośredni między monolitem a mikrousługami. Monolit można łatwo przekształcić w architekturę opartą na usługach.
- Architektura oparta na usługach nie ma słabości mikrousług, ale brakuje jej elastyczności. Jest również mniej skalowalna i elastyczna. Z drugiej strony, nie każdy projekt potrzebuje takich właściwości i nie na każdym etapie rozwoju.
Przeczytaj także:
- Standardy sieciowe: dlaczego i jak je studiować
- Dlaczego firmy uwielbiają kodowanie na żywo i jak sobie z tym radzić
- Czym jest Java: wyjaśnienie dla początkujących

