Монолитная vs Микросервисная архитектура

Часто я встречаю статьи о том, что же лучше. В этой я собираюсь выразить свое мнение.

Что такое монолитная архитектура?

Монолитное приложение (назовем его монолит) представляет собой приложение, доставляемое через единое развертывание. Таким является приложение, доставленное в виде одной WAR или приложение Node с одной точкой входа.

Пример

Давайте представим классический интернет-магазин. Стандартные модули: UI, бизнес-логика и дата-слой. Возможны способы взаимодействия с сервисом: API REST и веб-интерфейс.

При построении монолита все эти вещи будут управляться внутри одного и того же модуля. Я не написал «один и тот же процесс», так как это было бы неверно для сценариев, в которых несколько экземпляров нашего модуля будут работать для более высоких нагрузок.

Рассмотрите пример на следующем рисунке, где все части находятся в одном и том же модуле развертывания:

Достоинства

Большим преимуществом монолита является то, что его легче реализовать. В монолитной архитектуре вы можете быстро начать реализовывать свою бизнес-логику, вместо того чтобы тратить время на размышления о межпроцессном взаимодействие.

Еще одна вещь — это сквозные (E2E) тесты. В монолитной архитектуре их легче выполнить.

Говоря об операциях, важно сказать, что монолит прост в развертывании и легко масштабируется. Для развертывания вы можете использовать скрипт, загружающий ваш модуль и запускающий приложение. Масштабирование достигается путем размещения Loadbalancer перед несколькими экземплярами вашего приложения. Как вы можете видеть, монолит довольно прост в эксплуатации.

Теперь давайте рассмотрим негативный аспект монолитной архитектуры.

Недостатки

Монолиты, как правило, перерождаются из своего чистого состояния в так называемый «большой шарик грязи». Вкратце это описывается как состояние, возникшее, потому что архитектурные правила были нарушены и со временем компоненты срослись.

Это перерождение замедляет процесс разработки: каждую будущую функцию будет сложнее развивать. Из-за того что компоненты растут вместе, их также необходимо менять вместе. Создание новой функции может означать прикосновение к 5 различным местам: 5 мест, в которых вам нужно написать тесты; 5 мест, которые могут иметь нежелательные побочные эффекты для существующих функций.

Ранее я говорил, что в монолите легко масштабировать. Это действительно так до тех пор, пока он не перерастёт в «большой шарик грязи», как упоминалось ранее. Масштабирование может быть проблематичным, когда только одной части системы требуются дополнительные ресурсы, ведь в монолитной архитектуре вы не можете масштабировать отдельные части вашей системы.

В монолите практически нет изоляции. Проблема или ошибка в модуле может замедлить или разрушить все приложение.

Строительство монолита часто протекает с помощью выбора основы. Отключение или обновление вашего первоначального выбора может быть затруднительным, потому что это должно быть сделано сразу и для всех частей вашей системы.

Что такое микросервисная архитектура?

В микросервисной архитектуре слабо связанные сервисы взаимодействуют друг с другом для выполнения задач, относящихся к их бизнес-возможностям.

Микросервисы в значительной степени получили свое название из-за того, что сервисы здесь меньше, чем в монолитной среде. Тем не менее, микро — о бизнес-возможностях, а не о размере.

По сравнению с монолитом в микросервисах у вас есть несколько единиц развертывания. Каждый сервис развертывается самостоятельно.

Пример

Давайте вновь рассмотрим в качестве примера Интернет-магазин.

Как и раньше, у нас есть: UI, бизнес-логика и дата-слой.

Здесь отличие от монолита состоит в том, что у всех вышеперечисленных есть свой сервис и своя база данных. Они слабо связаны и могут взаимодействовать с различными протоколами (например, REST, gRPC, обмен сообщениями) через свои границы.

На следующем рисунке показан тот же пример, что и раньше, но с разложением на микроуслуги.

Каковы преимущества и недостатки этого варианта?

Достоинства

Микросервисы легче держать модульными. Технически это обеспечивается жесткими границами между отдельными сервисами.

В больших компаниях разные сервисы могут принадлежать разным командам. Услуги могут быть повторно использованы всей компанией. Это также позволяет командам работать над услугами в основном самостоятельно. Нет необходимости координировать развертывание между командами. Развивать сервисы лучше с увеличением количества команд.

Микросервисы меньше, и благодаря этому их легче понять и проверить.

Меньшие размеры помогают, когда речь идет о времени компиляции, времени запуска и времени, необходимом для выполнения тестов. Все эти факторы влияют на производительность разработчика, так как позволяют затрачивать меньше времени на ожидание на каждом этапе разработки.

Более короткое время запуска и возможность развертывания микросервисов независимо друг от друга действительно выгодны для CI / CD. По сравнению с обычным монолитом он намного плавнее.

Микросервисы не привязаны к технологии, используемой в других сервисах. Значит мы можем использовать лучшие технологии подгонки. Старые сервисы могут быть быстро переписаны для использования новых технологий.

В микросервисах изолируемые разломы лучше по сравнению с монолитным подходом. Хорошо спроектированная распределенная система переживет сбой одного сервиса.

Недостатки

Все звучит довольно хорошо, но есть и недостатки.

Распределенная система имеет свою сложность: в ней вам приходится иметь дело с частичным отказом, более затруднительным взаимодействием при тестировании (тесты E2E), а также с более высокой сложностью при реализации взаимодействия между сервисами.

Транзакции легче проводить в монолите. Решением этой проблемы на микросервисах является Saga Pattern. Хорошее решение, но все же слишком громоздкое для реализации на практике.

Существуют эксплуатационные накладные расходы, а множество микросервисов сложнее в эксплуатации, чем несколько экземпляров сигнального монолита.

Помимо вышеперечисленных сложностей, для микросервисов также может потребоваться больше оборудования, чем для традиционных монолитов. Иногда микросервисы могут превзойти один монолит, если есть его части, которые требуют масштабирования до предела.

Изменения, затрагивающие несколько сервисов, должны координироваться между несколькими командами, а это может быть сложно, если команды еще не имели контактов.

Заключение

Все зависит от вашей организационной структуры. У вас есть 6 команд, которые будут работать над одним продуктом? Микросервисы могут подойти.

У вас есть команда из 3 разработчиков? Вероятно, они будут хорошо строить и поддерживать монолит.

Другими факторами являются скорость изменения и сложность. Высокие темпы изменений и высокая сложность могут быть факторами, которые заставляют выбрать архитектуру микросервиса.

Напротив, когда вы не очень хорошо знакомы с предметной областью, начать с монолита может быть полезно. Просто сделайте себе одолжение и постарайтесь сохранить его модульным. Это облегчит задачу, если вы когда-нибудь решите разделить свой монолит на несколько сервисов.