تاریخ نگارش: ۱۶ آبان ۱۴۰۲
تاریخ به روز رسانی: ۳۰ دی ۱۴۰۲
تاریخ به روز رسانی: ۳۰ دی ۱۴۰۲
در طول زمان، تاریخچه معماری نرم افزار به عنوان منعکس کننده تکامل شیوه های توسعه نرم افزار (Software Development) عمل کرده و به واسطه آن، اهمیت سیستم های نرم افزاری ساختارمند، سازماندهی شده و مقیاس پذیر به طور کامل قابل درک است. از کدهای ماشینی دهه پنجاه گرفته تا دنیای میکروسرویس فعلی، معماری نرم افزار نقش بسزایی در نحوه طراحی و ساخت نرم افزار ایفا میکند.
میکروسرویس (Microservice) یک الگوی معماری نرمافزاری است که در آن برنامههای نرمافزاری به شکل سرویسهای کوچکتر و مستقل از یکدیگر طراحی و پیادهسازی میشوند. در این الگو، برنامه اصلی به صورت یک مجموعه از سرویسهای کوچک (میکروسرویسها) تقسیم میشود، هر کدام از این سرویسها مسئولیتهای خاص خود را انجام میدهند و با استفاده از API با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند.
معماری سرویس گرا (SOA) یک سبک معماری نرم افزار محسوب میشود که در آن سیستم نرم افزاری به صورت مجموعه ای از سرویس های دارای ارتباط سست ساختاردهی شدهاند. میتوانید معماری سرویسگرا را مشابه ساختار لوگو تصور کنید که در آن هر یک از اجزا کارایی مشخصی دارند. در واقع، سرویسها یا همان خدمات این معماری به گونهای طراحی میشوند که ویژگیهایی مانند ماژولاریتی، خودکفایی و مستقل بودن را دارا باشند.
فرض کنید شما برای توسعه یک نرم افزار دعوت به همکاری شده اید. از شما خواسته می شود یک فروشگاه اینترنتی کدنویسی کنید که کارش بسیار ساده است. کالا تعریف کند، امکان اتصال به درگاه اینترنتی داشته باشد و در نهایت کاربران سایت امکان خرید محصولات داشته باشند.
از آنجا که شما یک توسعه دهنده حرفهای هستید احتمالا سراغ یک ابزار خوب و یک ساختار خوب و تمیز خواهید رفت، مثلا معماری Hexagonal یا معماری Onion برای توسعه انتخاب میکنید و در نهایت یک نرم افزار بسیار تمیز توسعه میدهید. در همچین شرایطی احتمالا منطق برنامه در مرکز برنامه قرار گرفته و جاهایی که نیاز به ارتباط با زیرساخت و استفاده از ابزار دارید به جای وابسته شدن به تکنولوژی و زیرساخت از اینترفیسها استفاده میکنید و وابستگیها را به خارج از دامنه اصلی برنامه هدایت میکنید خروجی مناسب برای برنامه خودتان طراحی و پیاده سازی میکنید.
هر چند در این روش از نظر منطقی برنامه ما کاملا ماژولار طراحی و پیاده سازی شده است اما در واقع کل این ماژول ها کاملا وابسته به هم هستند و در قالب یک بسته نرم افزاری روی خروجی قرار میگیرند. اینکه این یک بسته نرم افزاری دقیقا چه چیزی است بستگی به تکنولوژیهای مورد استفاده شما دارد اما در محیط NET. شما یک یا چند اسمبلی دارید که در نهایت به عنوان خروجی برنامه شما شناخته خواهند شد و هر جایی نیاز به نرم افزار داشته باشید کل این اسمبلیها باید در کنار هم بسته بندی بشوند و خدمات خودشان را ارائه بدهند.
توسعه برنامه به این روش بسیار فراگیر و مرسوم است. البته این فراگیری دلیل خوبی دارد و آن سادگی در توسعه و نصب برنامه است. ابزارها و IDEها به سادگی این قابلیت را در اختیار شما قرار میدهند که یک برنامههای خودتان را توسعه بدید و نصب و راه اندازی کنید. با یک نصب ساده قابلیت تست کل برنامه را دارید و برای راه اندازی نسخه جدید برنامه فقط کافیه بستههای نرم افزاری خودتان را کپی کنید و همه چیز آماده است. این روش توسعه همون چیزی است که در اصطلاح ما به آن Monolithic میگوییم.
در این بخش، معماری میکروسرویس، سرویس گرا (SOA) و مونولیتیک را از جوانب مختلف با یکدیگر مقایسه میکنیم.
در معماری میکروسرویس و سرویس گرا روی ماژولاریتی تاکید فراوانی وجود دارد. با این وجود، در میکروسرویس سطح Granularity بیشتر است و به دنبال آن خدمات به صورت مشخصتری تعریف میشوند.
در حالی که هر سه معماری مذکور با هدف همکاری و تطبیق با سایر بخشها ارائه شدهاند، اما معمولا در SOA به پروتکلهای استاندارد شده اکتفا میشود و در معماری میکروسرویس انعطاف پذیری بیشتری در زمینه انتخاب تکنولوژی برای شما فراهم خواهد شد.
معماری میکروسرویس به شما اجازه میدهد مقیاس هر یک از سرویسها را به صورت مستقل افزایش دهید. اما اگر اپلیکیشن شما دارای معماری مونولیتیک یا SOA باشد، لازم است تمام اپلیکیشن را مقیاس گذاری کنید.
علیرغم اینکه توسعه اپلیکیشن با معماری مونولیتیک در ابتدای مسیر به سادگی انجام میشود، اما با گسترش اپلیکیشن، مدیریت آن با چالش های مختلفی همراه خواهد بود.
معمولا معماری سرویس گرا و میکروسرویس بهره وری منابع مناسبتری را ارائه میدهند. چون در این دو معماری میتوان فقط به سرویسهایی منبع تخصیص داد که به آن نیاز داشته باشند. به این ترتیب از بلااستفاده شدن آنها جلوگیری میشود.
معماری میکروسرویس و SOA در مدیریت تغییرات از روش آسانتری پشتیبانی میکنند. چون در آنها امکان بروزرسانی هر یک از سرویسها، بدون تغییر کل سیستم وجود دارد. در صورتی که معماری مونولیتیک بررسی بیشتری در این زمینه نیاز دارد.
هر میکروسرویس به صورت مستقل توسعه و مدیریت میشود. این به توسعهدهندگان امکان میدهد به تعداد کمتری از کد مرتبط با سرویس مشغول شوند و در نتیجه، توسعه و تست سریعتر و آسانتری داشته باشند.
سرویسهای مختلف از طریق رابط های برنامهنویسی (API) با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند. این APIها معمولاً بر اساس پروتکلهای معروفی مانند HTTP یا gRPC پیادهسازی میشوند.
هر سرویس میتواند با زبان و فریمورک متناسب با نیاز خود پیادهسازی شود. این انعطاف به توسعهدهندگان امکان میدهد بهترین ابزارها را برای هر سرویس انتخاب کنند.
توسعه، تست و بهروزرسانی هر میکروسرویس به صورت جداگانه انجام میشود. این به تیمهای توسعه اجازه میدهد تغییرات را به سرعت در سرویسهای خود اعمال کنند بدون تأثیر بر بقیه سیستم.
هر سرویس میتواند دادههای خود را به صورت مستقل مدیریت کند. این امر به ازایگانی و انعطافپذیری بیشتر در مورد پایگاهدادهها و مدیریت دادهها منجر میشود.
برای پیادهسازی معماری میکروسرویس، ابزارها و خودکارسازیها برای مدیریت و مانیتورینگ به شدت مهم هستند. این ابزارها میتوانند در مانیتور کردن عملکرد سرویسها، ردیابی خطاها، و مدیریت کانتینرها (مانند Docker) کمک کنند.
در کل، معماری میکروسرویس به توسعهدهندگان اجازه میدهد تا برنامههای نرمافزاری را به شکل قطعات کوچکتر و قابل مدیریت تر تقسیم کنند و از انعطاف، توسعه سریعتر و بهرهوری بیشتری در توسعه و مدیریت برنامهها بهرهبرند.
برنامهنویسی، فرآیندی است که با استفاده از آن، افراد قادر به ساخت و ویرایش نرمافزارها هستند. این حرفه از مزایا و معایب مخصوص به خود برخوردار است. در این مطلب، به بررسی ویژگیهای مثبت و منفی این حرفه میپردازیم.
یکی از مزایای اصلی معماری میکروسرویس، انعطافپذیری بالا است. این به معنای این است که هر میکروسرویس به صورت مستقل توسعه و بهروزرسانی میشود. این امکان را به توسعهدهندگان میدهد تا بدون تأثیر بر دیگر میکروسرویسها، تغییرات در خدمات خود ایجاد کنند.
با توجه به اینکه هر میکروسرویس به صورت مستقل مدیریت میشود، مقیاسپذیری آن به سهولت امکانپذیر است. در صورت نیاز به افزایش ترافیک یا ظرفیت، میتوان هر میکروسرویس را به تنهایی مقیاس بندی کرد.
با معماری میکروسرویس، تیمهای توسعه میتوانند به موازات کار کنند. این به توسعهدهندگان امکان میدهد تا به موقعتر و با سرعتتر از قابلیتها و ویژگیهای جدید در میکروسرویسها بهرهبرداری کنند.
معماری میکروسرویس به تجزیه و تحلیل بزرگترین وظایف به وظایف کوچکتر و مدیریتپذیرتر کمک میکند. این کاهش پیچیدگی و سادهتر شدن توسعه و مدیریت سیستم را تسهیل میکند.
هر میکروسرویس به صورت مستقل توسعه و مدیریت میشود. این امکان را به توسعهدهندگان میدهد تا به توقف سرویسهای دیگر در صورت نیاز بدون تأثیر بر کل سیستم کار کنند.
در معماری میکروسرویس، هر میکروسرویس به صورت مستقل مدیریت میشود، این به این معناست که خطاها در یک میکروسرویس تأثیری بر سایر میکروسرویسها ندارند و میتوانند به بهترین شکل ممکن مدیریت شوند.
معماری میکروسرویس امکان استفاده مجدد از میکروسرویسها را به سادگی فراهم میکند. این به توسعهدهندگان این امکان را میدهد که خدمات را در پروژههای مختلف مجدداً استفاده کنند.
با استفاده از معماری میکروسرویس، شرکتها میتوانند به سرعت خدمات و ویژگیهای جدید را به مشتریان ارائه دهند. این امر میتواند به شرکتها در تبلیغات و جذب مشتریانهای جدید کمک کند و از آنها مزیت رقابتی بر دیگران را به دست آوردند.
هر میکروسرویس به صورت مستقل مستندسازی میشود. این به توسعهدهندگان و تیمهای فنی اطلاعات دقیقی در مورد عملکرد و رابطهای هر میکروسرویس را فراهم میکند.
به دلیل طراحی مستقل میکروسرویسها، ادغام و تست آنها آسانتر میشود. این به توسعهدهندگان امکان میدهد تا واحدهای کوچکتر را به صورت مستقل تست و ادغام کنند.
از آنجا که هر میکروسرویس به صورت مستقل توسعه میشود، توسعهدهندگان میتوانند زبانهای برنامهنویسی مختلف را برای پیادهسازی میکروسرویسها استفاده کنند.
با استفاده از معماری میکروسرویس، شرکتها میتوانند فناوریهای مختلف را برای هر میکروسرویس انتخاب کنند که بهترین عملکرد و پاسخدهی به نیازهای آن میکروسرویس را دارد.
با وجود مزیتهای گوناگون میکروسرویس ، این الگوی معماری نرم افزاری کاستیهایی نیز دارد که در ادامه به آنها میپردازیم.
میکروسرویس ها یک اپلیکیشن را به خدمات یا همان سرویسهای کوچکتر و مستقل تقسیم میکنند. این کار میتواند مدیریت هر یک از این سرویسها را تسهیل دهد. اما در کنار آن، درجه پیچیدگی هماهنگی و ارتباط این سرویسها و در مجموع پیچیدگی معماری سیستم را افزایش خواهد داد.
ارتباط میان میکروسرویس ها روی یک شبکه رخ میدهد و معمولاً از طریق API فراهم میشود. این ارتباطات از لحاظ مقدار تاخیر (Latency) و ترافیک شبکه دارای سربار (Overhead) است، اما در معماری مونولیتیک (Monolithic) تمام فراخوانیهای تابع به صورت داخلی هستند و به دنبال آن سریعتر خواهند بود.
به دلیل وجود چندین سرویس مستقل، آزمایش (Test) و اشکالزدایی (Debugging) نسبتاً پیچیده است. به بیان ساده، تشخیص مشکلات در این فضای توزیع شده و اطمینان از اینکه تمام سرویسها همزمان به درستی کار میکنند، میتواند امری زمانبر و همراه با چالش به حساب بیاید.
ایجاد هماهنگی سراسر میکروسرویسها امری چالشی است. در واقع حفظ و نگهداری سازگاری دادهها (Data Consistency) و اطمینان از اینکه سرویسها به دادههای مورد نیاز دسترسی دارند یا خیر، امری پیچیده محسوب میشود.
در حالی که میکروسرویس ها مزیت افزایش مقیاس هر یک از اجزای سیستم به صورت جداگانه را دارا هستند، اما تعیین زمان و نحوه افزایش مقیاس کامپوننتهای آن امری مهم است و تامین بیش از حد میتوانند به افزایش هزینهها منجر شود.
در این قسمت اصلیترین چالشهای استفاده از معماری میکروسرویس را شرح دادیم. با وجود اینکه این معماری دارای برخی معایب است، اما همچنان میتواند به عنوان یک انتخاب ارزشمند برای اپلیکیشنهای گسترده و پیچیده باشد و به نیازمندیهایی مانند مقیاس پذیری، انعطاف و بهبود پذیری بالا پاسخ بدهد. بنابراین پیش از هر تصمیمی، لازم است تمام نیازها و و محدودیتهای سازمان به صورت دقیق مورد بررسی قرار داده شوند و در مرحله بعد این تصمیم گرفته شود که آیا شرایط سازمان و میکروسرویس ها در سازگاری هستند یا خیر.
در حالی که معماری میکروسرویس مزیتهای متعددی دارد، باید در شرایط خاصی از آن استفاده کرد. در این بخش سناریوهای مختلفی را بررسی میکنیم که به کارگیری معماری میکروسرویس در آنها مطلوب محسوب است.
اگر بخواهید معماری نرم افزار خود را از مونولیتیک به میکروسرویس تغییر دهید، لازم است فرآیند آن را با دقت و به درستی انجام دهید تا بدین طریق این مهاجرت موفق آمیز باشد. به منظور انجام این کار، اقدامات زیر ضروری محسوب میشوند.
شرکت Netflix یکی از معروفترین شرکتهایی است که از معماری میکروسرویس به عنوان بخشی از معماری نرمافزاری خود بهره میبرد. این معماری در Netflix به بهبود عملکرد و انعطافپذیری خدمات کمک کرده است. Netflix به عنوان یکی از بزرگترین سرویسهای استریمینگ ویدئو در جهان، از معماری میکروسرویس برای پشتیبانی از سیستمهای استریمینگ خود استفاده میکند. هر کامپوننت از این سیستم به عنوان یک میکروسرویس مستقل طراحی شده است.
معماری میکروسرویس نقش مهمی در عملکرد Uber داشته است. Uber به عنوان یک سرویس ارائهدهنده تاکسی و اتومبیلهای خصوصی با توجه به مقیاس بزرگی که دارد، از معماری میکروسرویس برای مدیریت خدمات خود و ارتقاء انعطافپذیری و کیفیت خدمات به مشتریان خود بهرهبرداری میکند. یکی از اصلیترین خدمات Uber، سیستم رزرو تاکسی است. این سیستم به چندین میکروسرویس کوچک تقسیم شده است که هر کدام به تشخیص مکان، مدیریت درخواستها، محاسبه هزینهها، پرداخت و غیره متعلق هستند. این تقسیم بندی به بهبود عملکرد و توسعهپذیری کمک میکند. همچنین Uber دارای یک سیستم پرداخت پیچیده است که از میکروسرویسهای مختلفی برای پردازش تراکنشهای مالی استفاده میکند. این امر به بهبود امنیت و دقت پرداختها کمک میکند.
Airbnb، به عنوان یکی از بزرگترین پلتفرمهای اجاره مسکونی در جهان، از معماری میکروسرویس به منظور ارائه خدمات به میلیونها میزبان و مسافر در سراسر جهان استفاده میکند. این معماری به Airbnb امکان میدهد تا با انعطافپذیری بالا، بهبود کارایی و توسعه سریعتر خدمات و ویژگیهای جدید را ارائه دهد. سیستم رزرو و اجاره مسکونی به عنوان هسته اصلی Airbnb، این سیستم به چندین میکروسرویس کوچک تقسیم شده است. هر کدام از این میکروسرویسها مسئولیتهای مختلفی از جمله جستجوی ملک، مدیریت قیمتگذاری، مدیریت درخواستها، پرداخت و مدیریت مراجعه به مسکونی را به عهده دارند.
معماری فنی میکروسرویس Twitter یکی از مثالهای موفق معماری میکروسرویس در صنعت فناوری اطلاعات است. Twitter از این معماری برای ارائه خدمات میکروبلاگینگ و شبکه اجتماعی خود به صدها میلیون کاربر در سراسر جهان استفاده میکند. سرویسهای اصلی Twitter به چندین سرویس اصلی تقسیم شده است، هر کدام به عنوان یک میکروسرویس مستقل عمل میکنند. این سرویسها شامل سرویسهای تایملاین (Timeline)، اعلانات (Notifications)، مدیریت حساب کاربری، مدیریت توییتها و غیره میشوند. همچنین Twitter از معماری ابری برای اجرای سرویسهای خود استفاده میکند. آنها از ابرهای معروفی مانند Amazon Web Services (AWS) استفاده میکنند تا به توسعه و مدیریت بسیاری از اجزای معماری خود بپردازند.
هر چند میکروسرویس یک معماری شناخته شده برای ساخت سیستم نرم افزاری مقیاس پذیر و قابل نگهداری است، اما بایدها و نبایدهایی وجود دارند که باید آنها را هنگام یادگیری در نظر بگیرید.
پیش از اینکه به دنیای میکروسرویس وارد شوید، باید مطمئن باشید که درک عمیقی از مفاهیم پایه، مانند پیوست سست اجزا و ایده استقرار مستقل سرویسها، داشته باشید.
در مراحل ابتدایی آموزش میکروسرویس، روی یک سرویس کوچک و دارای تعریف مشخص کار کنید تا یادگیری و پیاده سازی آنها در مقیاس کم را بیاموزید و سپس روی سیستم های پیچیده تمرکز کنید.
لازم است هر یک از میکروسرویسها یک کارایی واضح و مستقل داشته باشند. به طوری که هر یک امکان کار کردن مستقل و بدون اکتفا به سایر سرویس ها را دارا باشند.
توجه کنید که طراحی API ها برای میکروسرویسها به گونهای انجام شود که Clean و همراه با مستندات باشند. زیرا طراحی صحیح و مناسب API ها یکی از موارد ضروری برای ارتباط بین سرویسها محسوب میشود.
یکی دیگر از بایدهای یادگیری میکروسرویس، آشنایی شما با تکنولوژیهای کانتینرسازی مثل داکر (Docker) محسوب میشود. چنین ابزارهایی در استقرار (Deployment) و مدیریت میکروسرویس ها مورد استفاده قرار میگیرند.
با فراگیری نحوه کار با روش های CI/CD و ابزارهای مربوطه، میتوان ساخت، تست و استقرار میکروسرویسها را خودکارسازی کرد. این موضوع باعث میشود به روزرسانیها به صورت مکرر و قابل اکتفا باشند.
یکی از بایدهای میکروسرویس، آشنایی با ابزارهای مانیتورینگ است. چون به واسطه گزارشگیری و مشاهده دقیق سیستم، این امکان به وجود میآید که از حفظ کارایی میکروسرویسها اطمینان پیدا کنید.
با یادگیری میکروسرویسها میتوان به انواع موقعیت های شغلی در توسعه و معماری نرم افزار رسید. به واسطه مقیاس پذیری، قابلیت نگهداری و انعطاف پذیری میکروسرویسها، این معماری بسیار مورد توجه همگان قرار گرفته است. در ادامه به بررسی عدهای از مشاغل میپردازیم که میتوانید پس از یادگیری میکروسرویس آنها را دنبال کنید
معمولا برنامه نویسان Mid-Level ، چند سال تجربه کار عملی در این حوزه را دارند و به درک صحیح و یکپارچهای از مفاهیم برنامه نویسی رسیدهاند.
برنامه نویس Senior ، دارای تجربه کار حرفهای در حوزه برنامه نویسی است و درک عمیق از توسعه نرم افزار دارد. برنامه نویسان سنیور تخصص فنی بالایی دارند و تجربیات گذشته انها در به سرانجام رساندن موفقیت آمیز پروژههای پیچیده مهارتشان را نشان میدهد.
یک توسعه دهنده/برنامه نویس نرمافزار سنیور (Senior| سطح حرفهای) که وظایف راهنمایی و رهبری تیم فنی را برعهده دارد. مدیر فنی با ارائه نظرات تخصصی و مشاوره، از قرار داشتن تیم در مسیر صحیح پروژه نرم افزاری اطمینان حاصل میکند.
البته علاوه بر فهرست فوق، شغل های دیگری نیز وجود دارند که میتوان به واسطه یادگیری میکروسرویس در آنها استخدام شد. نکته حائز اهمیت این است که در نهایت، با بدست آوردن درک عمیق از مفاهیم میکروسرویس و آشنایی گسترده با این معماری، این فرصت برای شما فراهم خواهد شد تا در شغل معمار ارشد نرم افزار نقش پررنگی از خود به جا بگذارید.
زمانی که نرمافزارهای مبتنی بر معماری میکروسرویس را توسعه میدهید، بجای ساخت یک برنامه کلی که همه عملکردها را در یک Endpoint انجام میدهد (معماری Monolithic)، نرمافزار شما از چندین میکروسرویس کوچکتر تشکیل شده است. هر میکروسرویس عملکردهای خود را انجام میدهد و برای دسترسی به این عملکردها باید با آن میکروسرویس ارتباط برقرار کنید.
API Gateway یا در واقعیت به عنوان دروازه API شناخته میشود، یک الگوی مهم در معماری میکروسرویس است که به بهبود تعامل بین clientها و میکروسرویسها کمک میکند. در این الگو، یک نقطه ورود (Gateway) برای سیستم شما وجود دارد که تمام درخواستها و پاسخها را مدیریت میکند.
API Gateway عملکرد مدیریت ترافیک را انجام میدهد. این به این معناست که تمام درخواستهایی که از clientها به سیستم شما میآیند، ابتدا به API Gateway میرسند و از آنجا به میکروسرویسهای مناسب ارسال میشوند. این به شما امکان میدهد ترافیک را مدیریت کنید، درخواستها را توزیع کنید و به میکروسرویسهای مختلف مسیردهی کنید
API Gateway میتواند وظیفه احراز هویت و اعتبارسنجی را برای درخواستهای وارد انجام دهد. این به شما امکان میدهد سیاستهای امنیتی مختلفی را پیادهسازی کنید و مشکلات امنیتی را کاهش دهید.
API Gateway میتواند نتایج درخواستها را کش کرده و پاسخهای قبلی را به clientها ارائه دهد، این کار میتواند عملکرد سیستم را بهبود ببخشد و بار سرورها را کاهش دهد.
تفاوت بین معماری Monolithic و میکروسرویسها در مورد ارتباط بین بخشها یکی از نکات کلیدی است. در معماری Monolithic، تمام بخشهای برنامه در یک نرمافزار و یک زبان برنامهنویسی پیادهسازی شده و ارتباط بین آنها به سادگی با صدا زدن توابع و فراخوانی متدها انجام میشود. این بسیار ساده و شفاف است و اطلاعات به راحتی از یک قسمت به قسمت دیگر جریان پیدا میکند. اما در معماری میکروسرویس، بخشهای مختلف برنامه روی سرورهای مختلف و به صورت توزیعشده اجرا میشوند. این به این معناست که نمیتوانید به راحتی توابع یا متدها را در بخشهای دیگر فراخوانی کنید چون آنها روی سرورهای مجزا اجرا میشوند. به جای اینکه ارتباط مستقیم بین توابع داشته باشید، باید از مکانیزمهای تعامل توزیعشده مانند شبکه و پروتکلهای مختلف استفاده کنید تا درخواستها و پاسخها بین میکروسرویسها جابجا شوند.
برای این منظور، از روشهایی مانند HTTP Request، gRPC، یا Message Queues استفاده میشود تا امکان ارتباط و تعامل بین میکروسرویسها را فراهم کنند. این روشها به شما اجازه میدهند تا درخواستها و پاسخها را بین میکروسرویسها جابجا کنید و ارتباطات توزیعشده را مدیریت کنید. بنابراین، در معماری میکروسرویس، توابع و بخشهای مختلف برنامه به صورت توزیعشده در اجزای مختلف سیستم اجرا میشوند و ارتباطات بین آنها نیازمند استفاده از تکنولوژیهای مبتنی بر تعامل توزیعشده است.
بیایید یک مثال سادهتر را برای توضیح این تفاوت بین معماری Monolithic و معماری میکروسرویس بیان کنیم:
فرض کنید شما یک فروشگاه اینترنتی Monolithic دارید. در این برنامه Monolithic، تمام اجزای مختلف مانند مدیریت کاربران، مدیریت محصولات، پرداخت و مدیریت سبد خرید در یک نرمافزار واحد پیادهسازی شدهاند. ارتباط بین این اجزا به سادگی از طریق فراخوانی توابع داخلی انجام میشود. به عنوان مثال، وقتی کاربری به سبد خرید اضافه میکند، تابعی به نام “اضافه کردن به سبد خرید” فراخوانی میشود و اطلاعات مستقیماً به این تابع منتقل میشود.
حالا تصور کنید که شما به معماری میکروسرویس منتقل شدهاید. در اینجا، هر عملکرد از برنامه شما به عنوان یک میکروسرویس مستقل پیادهسازی شده است. به عنوان مثال، یک میکروسرویس برای مدیریت کاربران، یک میکروسرویس برای مدیریت محصولات، و یک میکروسرویس برای پرداخت وجود دارد. حالا، اگر کاربری محصولی به سبد خرید خود اضافه کند، درخواست اضافه کردن به سبد خرید به یک میکروسرویس مخصوص ارسال میشود و سپس این میکروسرویس با استفاده از تعامل توزیعشده مثل HTTP Request یا گروهیشدن اطلاعات، این عملکرد را انجام میدهد.
وقتی در مورد ارتباط صحبت میکنیم دو گروه از عناصر اصلی قابل شناسایی هستند. شرکت کنندگان در یک رابطه و پیامهای ارتباطی دو عنصر اصلی هر ارتباطی هستند. به عنوان یک مهندس نرمافزار، شما میتوانید از تکنولوژیهای مختلف برای انجام ارتباطات بین فرآیندها (IPC) در سیستمهای استفاده کنید. هر کدام از این تکنولوژیها و روشها ویژگیها و مزایا و معایب خاص خود را دارند. برای مثال برای یک ارتباط از نوع Request/Response و به روش Sync میتوان Rest APIهایی بر اساس پروتکل HTTP توسعه داد یا برای توسعه سرویسهای خود از Thrift استفاده کنید. در مقابل اگر نیاز به برقراری ارتباط Async داشته باشیم میتوانیم به سراغ AMQP یا STOMP برویم.
Service Discovery در معماری میکروسرویس یکی از عناصر کلیدی است که به کاربران این امکان را میدهد تا بتوانند سرویسهای مختلفی که در یک محیط میکروسرویسی وجود دارند را پیدا و به آنها دسترسی پیدا کنند. در معماری میکروسرویس، سرویسها به طور مستقل توسعه مییابند و اجرا میشوند و برای ایجاد ارتباط بین آنها نیاز به اطلاعاتی در مورد مکان و ویژگیهای هر سرویس دارند.
با استفاده از Service Discovery، سرویسها میتوانند به راحتی به سرویسهای دیگر دسترسی پیدا کنند. این امکان به توسعهدهندگان کمک میکند تا نیازی به دانستن آدرسها یا جزئیات فنی سرویسهای دیگر نداشته باشند.
در محیط میکروسرویس، سرویسها به طور مکرر ایجاد، حذف و تغییر میکنند. Service Discovery این امکان را فراهم میکند تا سرویسها به طور دینامیک به سایر سرویسها متصل شوند و تغییرات در توپولوژی سرویسها را به صورت خودکار تشخیص دهند.
اگر شما چندین نمونه از یک سرویس دارید، Service Discovery به شما این امکان را میدهد تا بتوانید بارهای درخواست به این نمونهها توزیع کنید. این کار میتواند باعث بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان سیستم شود.
در صورت وقوع خطا یا از کار افتادن یک سرویس، Service Discovery میتواند به سرویسهای دیگر اطلاع دهد تا به جستجوی یک جایگزین بپردازند. این کار میتواند قابلیت اطمینان سیستم را افزایش دهد.
برای اجرای Service Discovery، معمولاً از ابزارها و سیستمهایی مانند Consul، Etcd، ZooKeeper و Kubernetes Service Discovery استفاده میشود. این ابزارها اطلاعات مربوط به سرویسها را در یک مخزن مشترک نگهداری میکنند و به سرویسها این اطلاعات را ارائه میدهند تا اتصال به سرویسهای دیگر را فراهم کنند.
مدیریت دادهها در معماری میکروسرویس از اهمیت بسیاری برخوردار است، زیرا در این معماری، سرویسها به صورت مستقل توسعه مییابند و عملیاتها با دادهها نیز توزیع شده است. این موضوع باعث میشود که مواردی نظیر تراکنشها، دسترسی به دادهها و امنیت دادهها به چالشهایی خاص برای توسعه و مدیریت سیستمهای میکروسرویس منجر شود. در ادامه، با یک مثال توضیحاتی در مورد مدیریت دادهها در میکروسرویسها ارائه میشود.
فرض کنید که یک فروشگاه آنلاین دارید که به سبک میکروسرویسها ایجاد شده است. در این سامانه، هر میکروسرویس مسئولیتهای خاصی دارد و برای انجام کارهای مختلف از دادهها استفاده میکند.
این میکروسرویس مسئولیت مدیریت اطلاعات مشتریان از جمله نام، آدرس، شماره تلفن و تاریخ تولد را دارد.
درخواستهایی برای ثبت نام، ویرایش اطلاعات مشتری و یا دریافت جزئیات یک مشتری از این میکروسرویس میآید.
این میکروسرویس مسئولیت مدیریت اطلاعات محصولات از جمله نام، قیمت، توضیحات و موجودی را دارد.
درخواستهایی برای افزودن محصول جدید، بروزرسانی جزئیات محصول و یا دریافت لیست محصولات موجود از این میکروسرویس میآید.
این میکروسرویس مسئولیت مدیریت سبد خرید مشتریان را دارد.
این سرویس نیاز به دسترسی به اطلاعات مشتری و محصولات دارد تا بتواند سبد خرید را مدیریت کند.
این میکروسرویس مسئولیت انجام تراکنشهای پرداختی را دارد.
این سرویس نیاز به اطلاعات مشتری و سبد خرید دارد تا بتواند تراکنش را انجام دهد.
این میکروسرویس مسئولیت مدیریت موجودی محصولات در انبار را دارد.
این سرویس نیاز به اطلاعات محصولات دارد تا بتواند موجودی را بروزرسانی کند.
یکی از چالشها در این سناریو، دسترسی به دادهها از طریق میکروسرویسهای مختلف است. برای مثال، میکروسرویس مدیریت محصولات به دادههای محصولات نیاز دارد که ممکن است در پایگاهداده اختصاصی خود ذخیره شده باشد. باید از استانداردها و پروتکلهای امنیتی برای دسترسی به دادهها استفاده کنید.
برای مدیریت امنیت دادهها، میتوانید از احراز هویت و اجازه دسترسی به دادهها استفاده کنید تا مطمئن شوید که تنها میکروسرویسهای مجاز به دسترسی به دادهها دسترسی دارند.
برای بهبود عملکرد و کاهش بار در پایگاهدادهها، میتوانید از سیستمهای کش و حافظه نهان مانند Redis یا Memcached استفاده کنید. این سیستمها به سرویسها امکان میدهند تا دادههای متداول را در حافظه نهان نگهداری کرده و از آنها برای پاسخ به درخواستها استفاده کنند.
برای مدیریت دادهها در میکروسرویسها باید از ابزارهای نگهداری و مانیتورینگ استفاده کنید تا بتوانید عملکرد و وضعیت دادهها را نظارت کنید و در صورت وقوع مشکلات به سرعت واکنش نشان دهید.
در کل، مدیریت دادهها در معماری میکروسرویس نیازمند برنامهریزی دقیق، استفاده از استانداردها، ابزارهای مناسب و راهکارهای امنیتی است تا سیستم به عملکرد مطلوبی دست پیدا کند و مشکلات احتمالی را مدیریت کند.
انتشار نرمافزار در معماری میکروسرویس به دلیل پیچیدگی بالا و توزیع شده بودن سیستمها نیازمند استراتژیها و فرآیندهای خاصی است.
CI/CD یک روش اتوماتیک برای انتشار نرمافزار است که در میکروسرویسها بسیار اهمیت دارد. با استفاده از CI/CD، تغییرات کد به طور مکرر و اتوماتیک انتشار مییابند. هر بار که تغییرات به مخزن کد اضافه میشوند، یک سری از تستها اجرا میشوند و اگر موفقیتآمیز باشند، نسخه جدید از میکروسرویس به محیط تولیدی منتقل میشود. این رویکرد منجر به انعطافپذیری بالا، تسریع در انتشار و کاهش خطاها میشود.
در نهایت، معماری میکروسرویس به عنوان یک الگوی معماری معتبر در توسعه نرمافزار، مزایا و چالشهای خود را دارد. برای بهرهبرداری بهتر از این معماری، نیازمند برنامهریزی دقیق، مدیریت مناسب، استفاده از ابزارهای مناسب و رعایت استانداردهای معماری و امنیتی است. همچنین، نباید فراموش کنید که انتخاب معماری میکروسرویس باید با توجه به نیازها و موازنهای میان مزایا و چالشهای آن صورت گیرد.
کلیه حقوق این سایت محفوظ و متعلق به مجموعه نیکآموز میباشد.
همین الان نام و ایمیل را وارد کنید، کمتر از 30 ثانیه دانلود کنید.