What is Microservices Architecture?

Microservices architecture is a method of constructing applications as a collection of small, self-contained components that interface. It’s like having a set of workers all working coordinately with a common agenda, each operating from a certain expertise. This is different from the previous monolithic structure, which is like having a single big shot doing everything, and as the application gains complexity, it is cumbersome to control.

Microservices architecture is different from traditional monolithic architecture in the following ways.

• Decentralization: Microservices take functionality and spread it across individual services, while monolith combines all functionality within a single codebase.
• Loose Coupling: Microservices communicate through APIs with high-level cohesion and low-level coupling, while in the case of monoliths, components are usually coupled and cohesive.
• 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: 

• Domain-Driven Design (DDD): Decompose the system into a bounded context covering business capabilities that will enhance the system’s readability and maintainability.
• API-First Design:  Set up clear and well-documented interfaces where services must interoperate in the system to ensure consistency and ease of integration.
• Containerization:  Divide services into packages and put them into deployment containers for better control and easy scaling of solutions.
• Continuous Integration and Continuous Delivery (CI/CD):  Standardize build, test, and deployment with regular, predictable, and repeatable releases.
• Monitoring and Observability: 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.