Was ist Microservices-Architektur?

Die Microservices-Architektur ist eine Methode zur Erstellung von Anwendungen als eine Sammlung kleiner, in sich geschlossener Komponenten, die miteinander verbunden sind. Es ist, als hätte man eine Gruppe von Mitarbeitern, die alle koordiniert an einer gemeinsamen Aufgabe arbeiten, wobei jeder aus einem bestimmten Fachgebiet kommt. Dies unterscheidet sich von der bisherigen monolithischen Struktur, bei der ein einziger großer Akteur alles erledigt. Mit zunehmender Komplexität der Anwendung wird dies jedoch unhandlich.

Die Microservices-Architektur unterscheidet sich von der traditionellen monolithischen Architektur in folgenden Punkten:

• Dezentralisierung: Microservices übernehmen Funktionen und verteilen sie auf einzelne Dienste, während Monolith alle Funktionen in einer einzigen Codebasis kombiniert.
• Lose Kopplung: Microservices kommunizieren über APIs mit hoher Kohäsion und geringer Kopplung, während bei Monolithen Komponenten in der Regel gekoppelt und kohäsiv sind.
• Unabhängige Bereitstellung: Microservices ermöglichen den Austausch oder die Bereitstellung eines einzelnen Dienstes ohne Ausfallzeiten des gesamten Systems, während Änderungen innerhalb einer monolithischen Architektur eine Bereitstellungskooperation erfordern.
• Skalierbarkeit: Microservices können unabhängig voneinander an die Benutzeranforderungen angepasst werden, während Ansätze wie monolithische Skalierung über die gesamte Anwendung hinweg erfordern.
• Fehlerisolierung: Bei Microservices hat der Ausfall eines Dienstes keine Auswirkungen auf die übrigen Dienste, während bei monolithischen Diensten der Ausfall einer Komponente zum Ausfall der gesamten Anwendung führen kann.

Diese sind: 

Vorteile:

• Skalierbarkeit: Entwicklung bestimmter Dienste in einem bestimmten Umfang entsprechend der Nachfrage, sodass die Ressourcenauslastung effizient ist.
• Erhöhte Agilität: Unabhängige Entwicklung und Bereitstellung beziehen sich auf einen schnelleren Zyklusstart und eine schnellere Reaktion auf Änderungen.
• Technologieflexibilität: Wählen Sie die Eignung von Technologien für jeden Service aus, um ihr Potenzial zur Unterstützung von Innovation und Serviceoptimierung zu ermitteln
•  Fehlerisolierung: Um die Auswirkungen von Dienstausfällen zu reduzieren und die Systemstabilität zu verbessern.
•  Wartbarkeit: Jeder kleine, spezifische Dienst ist einfacher zu verstehen, zu entwickeln und zu verwalten als ein einziger, alles umfassender Dienst.

Herausforderungen:

• Erhöhte Komplexität: Die Verwaltung verteilter Systeme erfordert aufgrund der inhärenten Komplexität einen komplexeren Ansatz als zentralisierte Systeme.
• Datenmanagement: Eine der Schwierigkeiten verteilter Daten besteht darin, Anwendungen zu steuern und die Datenkonsistenz über Dienste hinweg aufrechtzuerhalten.
• Testen: Es ist wichtig, alle einfachen und komplexen Tests durchzuführen, um die Kompatibilität aller Dienste und die Stabilität des gesamten Systems nach seiner Bereitstellung sicherzustellen.
• Kommunikation: Die Kommunikation zwischen Diensten ist entscheidend für einen effizienten Betrieb, bringt jedoch Latenz und mögliche Fehlerbereiche mit sich.
• Sicherheit: Die Sicherung sensibler Daten über mehrere Dienste hinweg muss gut geplant und ausgeführt werden, um Sicherheitslücken zu vermeiden.

Microservices interagieren hauptsächlich über APIs (Application Programming Interfaces), die beschreiben, wie Daten ausgetauscht werden und in welchem Format. Zu solchen Kommunikationsmustern gehören:

• Synchrone Anforderungsantwort: Ein Dienst leitet eine Anforderung an einen anderen Dienst weiter und erwartet, dass dieser antwortet. Dies ist einfach, kann aber bei schlechter Verwaltung zu enger Kopplung und Leistungsproblemen führen.
• Asynchrones Messaging: Dienste tauschen Nachrichten über einen Message-Broker aus, um die Entkopplung zu gewährleisten und mehr Skalierbarkeit zu erreichen. Dieses Muster ist am effektivsten, wenn eine große Menge an Daten oder Ereignissen verarbeitet werden muss.
• Ereignisgesteuerte ArchitekturDienste veröffentlichen Ereignisse, denen andere Dienste dann zuhören können, um eine lose Kopplung und Reaktionsfähigkeit zu fördern. Dieses Muster passt gut zu Situationen, in denen Aktualisierungen oder Änderungen über mehrere Dienste hinweg erforderlich sind.

Zu den Best Practices gehören: 

• Domänengesteuertes Design (DDD): Zerlegen Sie das System in einen begrenzten Kontext, der Geschäftsfunktionen abdeckt, die die Lesbarkeit und Wartbarkeit des Systems verbessern.
• API-First-Design:  Richten Sie klare und gut dokumentierte Schnittstellen ein, über die Dienste im System zusammenarbeiten müssen, um Konsistenz und einfache Integration zu gewährleisten.
• Containerisierung:  Teilen Sie Dienste in Pakete auf und legen Sie sie in Bereitstellungscontainer, um eine bessere Kontrolle und einfache Skalierung von Lösungen.
• Kontinuierliche Integration und kontinuierliche Bereitstellung (CI/CD):  Standardisieren Sie Build, Test und Bereitstellung mit regelmäßigen, vorhersehbaren und wiederholbaren Releases.
• Überwachung und Beobachtbarkeit: Protokollieren und überwachen Sie den Servicestatus und die Leistung, um sicherzustellen, dass sie gut erfasst und dokumentiert sind, sodass die Grundursache im Falle eines Problems leicht identifiziert werden kann.

Beispiele aus der Praxis für erfolgreiche Microservices sind:

• Netflix:  Implementierte eine auf Microservices basierende Architektur, um die globale Expansion zu unterstützen und hohe Verkehrsaufkommen für ihren Streaming-Dienst zu bewältigen.
• Amazon: Die E-Commerce-Website entschied sich für eine Microservices-Architektur, nachdem sie von ihrem vorherigen monolithischen Design migriert war, um Anpassungsfähigkeit und Vielseitigkeit zu verbessern.
•  Uber: Microservices verwalten Fahrtenanfragen, Zahlungen und Fahrer separat und erleichtern so das Wachstum.

Die obigen Beispiele zeigen, wie Microservices die Erstellung und Wartung großer Softwaresysteme potenziell beeinflussen können, sowie ihre möglichen Auswirkungen auf die Benutzerzufriedenheit.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Microservices keine Universallösung sind. Berücksichtigen Sie die spezifischen Anforderungen und Komplikationen Ihrer Anwendung, bevor Sie diesen Architekturstil übernehmen.