Преимущества микросервисов и их недостатки, о которых следует знать

Архитектура микросервисов — это подход к дизайну систем, при котором сложные системы разбиваются на более мелкие и более управляемые службы. Построение систем из микросервисов делает их более масштабируемыми, гибкими и простыми в обслуживании. 

Приложения на основе этой архитектуры состоят из небольших, независимо развертываемых служб, которые взаимодействуют друг с другом через API. Сложные системы, разбитые на более мелкие службы, становятся более гибкими и удобными для масштабирования и обслуживания.

Преимущества архитектуры микросервисов

• Ускоренное масштабирование

• Улучшенная локализация отказов

• Повышенная производительность команды

• Меньшее время развертывания

• Сниженные расходы

В этом руководстве описываются преимущества и недостатки микросервисов, а также способы управления ими и их оптимизации, упрощающие разработку масштабируемых приложений. Архитектура микросервисов имеет большое значение для DevOps, поскольку способствует ускорению циклов разработки, снижению рисков и повышению масштабируемости и отказоустойчивости.

Что такое микросервисы?

В отличие от монолитных приложений, при работе с архитектурой микросервисов команды могут быстрее внедрять новые возможности и вносить изменения без необходимости переписывать большие фрагменты существующего кода.

В архитектуре микросервисов приложение состоит из ряда независимо развертываемых служб. Приложение создают как комбинацию микросервисов, каждый из которых предоставляет функциональные возможности в своей предметной области.

Ограниченное взаимодействие микросервисов между собой осуществляется с помощью API, таких как REST или gRPC. Команды могут развертывать и масштабировать каждую службу отдельно, а значит, быстрее и чаще поставлять крупные и сложные приложения.

Как работают микросервисы?

Архитектура микросервисов значительно отличается от монолитных архитектур. У каждого подхода есть свои сильные стороны. Какой подход лучше всего подойдет вам? Более подробную информацию см. в статье «Сравнение микросервисной и монолитной архитектур».

Архитектура микросервисов отличается от монолитной архитектуры тем, что она работает не как единое целое. Вместо этого она представляет собой набор независимо развертываемых приложений. API-шлюз облегчает работу приложений с API микросервисов, позволяя заменять микросервисы другими без перебоев в работе. 

Ниже приведены характеристики микросервисов.

• Каждый микросервис работает автономно, используя свою бизнес-логику, базу данных и API.

• Гибкость архитектуры микросервисов означает, что обновления отдельных компонентов приложения можно сразу подключать к остальным без ущерба для всей системы, что упрощает их масштабирование. Контейнеры служат основным средством развертывания микросервисов на облачных платформах, таких как Amazon AWS и Microsoft Azure.

• Инструменты DevOps, такие как Kubernetes и Docker, помогают эффективно распределять вычислительные мощности и другие ресурсы между микросервисами.

Преимущества микросервисов

Гибкая модульная архитектура микросервисов позволяет ускорить циклы разработки и упростить обслуживание.

Ниже приведены пять причин, по которым компании используют архитектуру микросервисов.

1. Ускоренное масштабирование

Благодаря независимой работе каждой службы в архитектуре микросервисов команды DevOps легко внедряют новые компоненты без простоев. Для каждой службы можно выбрать подходящий язык или технологию без проблем с совместимостью.

Развертывание служб на нескольких серверах может снизить влияние отдельных компонентов на производительность и помочь компаниям избежать привязки к конкретному поставщику.

2. Улучшенная локализация отказов

Архитектура микросервисов разграничена: если в одной службе возникает сбой, он не распространяется на всю систему.

3. Повышенная производительность команды

При работе с архитектурой микросервисов небольшие специализированные команды могут сосредоточиться на разработке, развертывании и обслуживании конкретной службы, не обременяя себя сложностями всей системы.

Архитектура микросервисов формирует в командах чувство причастности и развивает их навыки, что позволяет их участникам принимать обоснованные решения, быстро выполнять итерации и поддерживать высокое качество обслуживания в своей предметной области.

4. Меньшее время развертывания

В монолитных архитектурах для внесения изменений требуется повторное развертывание всего приложения. Архитектура микросервисов позволяет быстрее выпускать релизы, поскольку каждая служба развивается и развертывается независимо, что снижает риски, связанные с координацией изменений во всем приложении и экономит затрачиваемое на это время.

Подобное разделение служб повышает гибкость. Обновления или исправления можно выпускать быстро и с минимальными перебоями в работе всей системы.

5. Сниженные расходы

В архитектуре микросервисов можно оптимизировать распределение и обслуживание ресурсов, поскольку команды работают над небольшими четко определенными службами. Объем работы ограничен конкретными службами, что снижает общие затраты на разработку и обслуживание системы. Команды сосредотачивают усилия на определенных функциях и поэтому эффективно распределяют ресурсы без избыточности или чрезмерного использования мощностей.

Недостатки микросервисов

• Повышение сложности. Поскольку микросервисы — это распределенная архитектура, управление взаимодействием между службами может представлять трудности. Для обеспечения бесперебойной связи между модулями разработчикам может понадобиться писать дополнительный код.

• Сложности с развертыванием и управлением версиями. Координация развертываний и контроль версий сразу в нескольких службах могут вызывать сложности, что приводит к проблемам совместимости.

• Сложность тестирования. Тестирование микросервисов включает сложные сценарии, в основном при проведении интеграционного тестирования сразу в нескольких службах. Правильно скоординировать эту задачу может оказаться непросто.

• Трудности при отладке. Отладка приложения со множеством микросервисов, каждый из которых имеет собственный набор журналов, может быть трудоемкой. Один бизнес-процесс может выполняться на нескольких машинах одновременно, что дополнительно повышает сложность.

• Проблемы с управлением данными. Согласованность данных и их передача между несколькими службами могут вызвать сложности. Для сохранения целостности данных в архитектуре микросервисов требуется тщательное управление данными и их координация.

Тем не менее, многие компании все чаще отдают предпочтение архитектуре микросервисов. Преодолеть эксплуатационные трудности и повысить отказоустойчивость системы на основе микросервисов можно, если следовать рекомендациям DevOps и применять описанные ниже процедуры.

Как управлять архитектурой микросервисов

• Мониторинг и ведение журналов. Внедрение надежных систем мониторинга и ведения журналов имеет решающее значение. Мониторинг упрощает отслеживание производительности служб в реальном времени, поиск узких мест и обнаружение проблем. Подробные журналы помогают разработчикам отлаживать и отслеживать транзакции между службами, поддерживая работоспособность и надежность системы.

• Эффективная коммуникация между службами. Важно наладить эффективные каналы связи между микросервисами. Четко определенные API способствуют беспрепятственному взаимодействию служб, повышают целостность системы и сводят к минимуму ошибки при обмене данными.

• Принципы DevOps. Принципы DevOps играют ключевую роль в управлении микросервисами. Непрерывная поставка сглаживает процессы разработки, тестирования и развертывания. DevOps помогает повысить гибкость и надежность путем автоматизации заданий, благодаря чему релизы становятся более быстрыми и бесперебойными при сохранении стабильности и масштабируемости архитектуры микросервисов.

• Централизация всей информации. При создании микросервисов и управлении сложными распределенными архитектурами мы рекомендуем использовать Compass. Это расширяемая платформа для разработчиков, которая объединяет в себе разрозненные сведения о совместной работе команд и результатах разработки в одном центре с возможностью поиска.

Используйте Compass для оптимизации микросервисов

Архитектура микросервисов характеризуется устойчивостью: при отказе одного из компонентов приложения остальная часть системы сохраняет работоспособность. Кроме того, это обеспечивает масштабируемость, экономичность, повышение производительности и более быстрое развертывание.

Однако архитектура микросервисов сложна. Compass останавливает разрастание микросервисов благодаря каталогу компонентов. Это решение помогает в применении рекомендаций, оценке состояния программного обеспечения с помощью карт оценки и в получении данных и аналитики по всему пакету инструментов DevOps с помощью расширений, разработанных на платформе Atlassian Forge.

Преимущества микросервисов: часто задаваемые вопросы

Какие компании в мире используют микросервисы?

Микросервисами пользуются такие перспективные и динамично развивающиеся компании, как Amazon, Netflix и Uber. Они могут масштабировать свои приложения по мере необходимости и добавлять новые услуги, откликаясь на потребности рынка. Это сделало их системы отказоустойчивыми и позволило сократить расходы — ведь в случае выхода из строя каждая минута простоя может стоить многих тысяч долларов.

Какие факторы следует учитывать при выборе микросервисов для своего проекта?

• Сложность проекта. Архитектура микросервисов способствует реализации масштабных и сложных проектов, поскольку позволяет разбить сложные решения на управляемые сервисы. Простые проекты могут не оправдывать накладные расходы на архитектуру микросервисов.

• Требования к масштабируемости. Микросервисы удобны, если приложение требует наличия масштабируемых и гибких компонентов.

• Опыт команды. Архитектура микросервисов требует специальных навыков, поэтому важно оценить технические навыки команды разработчиков.

• Организационная готовность. Для внедрения архитектуры микросервисов требуются методологии разработки, структуры обмена данными и корректировка операционных процессов. Очень важно убедиться, что ваша организация готова к этим изменениям.

Как микросервисы улучшают управление техническим обслуживанием и обновлениями?

• Архитектура микросервисов позволяет целенаправленно вносить изменения в определенные сервисы без сбоев в работе приложения в целом. В отличие от монолитных архитектур, где одно изменение может потребовать повторного развертывания системы, модульная структура микросервисов позволяет вносить локальные изменения.

• Каждый сервис работает независимо друг от друга, имея четко определенные границы и функциональность. Такая автономность позволяет разработчикам сосредоточиться на сервисе, требующем обновлений или технического обслуживания, что сводит к минимуму воздействие изменений.

• Такой детализированный подход упрощает процесс разработки и снижает риск, связанный с обновлениями, поскольку изменения касаются только отдельных сервисов. Микросервисы обеспечивают управляемый и эффективный процесс обслуживания за счет разделения сервисов. Это повышает гибкость и обеспечивает быстрое обновление без ущерба для стабильности приложения.