O que é arquitetura de microsserviços?

A arquitetura de microsserviços é um método de construção de aplicações como uma coleção de componentes pequenos e autocontidos que interface através de uma rede por meio de APIs. A NIST SP 800-204 credita a abordagem com uma base de código menor, equipes independentes e escalabilidade por componente.

É como ter um conjunto de trabalhadores operando coordenadamente com uma agenda comum, cada um a partir de uma certa especialidade. Isso é diferente da estrutura monolítica anterior, que é como ter um único figurão fazendo tudo e, à medida que a aplicação ganha complexidade, torna-se complicado de controlar.

A arquitetura de microsserviços é diferente da arquitetura monolítica tradicional das seguintes maneiras.

• Descentralização: Microsserviços distribuem a funcionalidade por serviços individuais, enquanto uma o monólito combina toda a funcionalidade dentro de uma única base de código.
• Acoplamento frouxo: Microsserviços se comunicam por meio de APIs com alta coesão e baixo acoplamento, enquanto no caso de monólitos, os componentes geralmente são acoplados e coesos.
• Implantação independente: Os microsserviços permitem a troca ou implantação de um serviço individual sem tempo de inatividade de todo o sistema, enquanto as alterações em uma arquitetura monolítica precisam de coordenação de implantação.
• Escalabilidade: Os microsserviços podem ser ajustados independentemente com base nos requisitos do usuário em comparação com abordagens como monolíticas, que requerem dimensionamento em todo o aplicativo.
• Isolamento de falhas: Em microsserviços, quando um serviço falha, ele não influencia o restante dos serviços, enquanto em serviços monolíticos, a falha de um componente pode resultar na falha de todo o aplicativo.

Adotar uma arquitetura de microsserviços troca a complexidade operacional por escalabilidade independente e isolamento de falhas.

Benefícios:

• Escalabilidade: Desenvolver certos serviços em uma determinada escala de acordo com a demanda para que a utilização dos recursos seja eficiente.
• Agilidade aprimorada: Desenvolver e implantar de forma independente está relacionado a uma iniciação de ciclo mais rápida e capacidade de resposta a mudanças.
• Flexibilidade tecnológica: A capacidade de cada serviço de usar linguagem e ferramentas adequadas é um fator que pode estar relacionado à inovação e otimização do serviço.
• Isolamento de falhas: Para reduzir o impacto de falhas de serviço e melhorar a estabilidade do sistema.
• Manutenibilidade: Cada serviço pequeno e específico é mais fácil de entender, desenvolver e gerenciar do que um serviço único e abrangente.

Desafios:

• Complexidade aumentada: Gerenciar sistemas distribuídos requer uma abordagem mais complexa do que sistemas centralizados devido a complexidades inerentes.
• Gerenciamento de dados: Na gestão de dados, armazenamentos de dados separados para cada serviço estão frequentemente associados à consistência eventual dos dados entre esses serviços, em vez de consistência imediata.
• Testes: É importante fazer todos os testes simples e complexos para garantir a compatibilidade de todos os serviços e a estabilidade de todo o sistema após sua implantação.
• Comunicação: A comunicação entre serviços é crucial para uma operação eficiente, mas traz latência e possíveis áreas de falha.
• Segurança: A proteção de dados confidenciais em vários serviços precisa ser bem planejada e executada para evitar vulnerabilidades de serviço.

Os microsserviços interagem principalmente por meio de APIs (interfaces de programação de aplicativos), que descrevem como os dados serão trocados e em qual formato. Esses padrões de comunicação incluem:

• Solicitação-resposta síncrona: Um serviço encaminha uma solicitação para outro serviço e espera que este responda. Isso é simples, mas se não for bem gerenciado, pode causar acoplamento rígido e dificuldades de desempenho. Geralmente REST sobre HTTP, ou gRPC para menor latência; clientes externos entram por um gateway de API. Uma API REST é como um serviço é alcançado, não um serviço em si.
• Mensagens assíncronas: Os serviços trocam mensagens por meio de um agente de mensagens para contar com desacoplamento e obter mais escalabilidade. Esse padrão é mais eficaz quando uma grande quantidade de dados ou eventos precisa ser processada. O broker é geralmente Apache Kafka ou RabbitMQ, não um microsserviço em si.
• Arquitetura Orientada a Eventos: Serviços publicam eventos que outros serviços podem então ouvir para, para fomentar acoplamento flexível e reatividade. Este padrão se alinha bem com situações onde atualizações ou mudanças são necessárias em múltiplos serviços.

As melhores práticas incluem:

• Design Orientado a Domínio (DDD): Decomponha o sistema em contextos delimitados cobrindo capacidades de negócio que irão aprimorar a legibilidade e manutenibilidade do sistema.
• Design Priorizando API: Configure interfaces claras e bem documentadas onde os serviços devem interoperar no sistema para garantir consistência e facilidade de integração.
• Contêinerização: Divida os serviços em pacotes e coloque-os em contêineres de implantação para melhor controle e fácil dimensionamento de soluções. Isso significa implantá-los em contêineres Docker que o Kubernetes orquestra: 82% dos usuários de contêineres executam Kubernetes em produção (CNCF, 2026).
• Integração Contínua e Entrega Contínua (CI/CD): Padronize a construção, teste e implantação com lançamentos regulares, previsíveis e repetíveis.
• Monitoramento e Observabilidade: Registre e monitore o status e o desempenho do serviço para garantir que eles sejam bem registrados e documentados para que, se houver um problema, a causa raiz possa ser facilmente identificada.

Exemplos da vida real de microsserviços bem-sucedidos incluem:

• Netflix: Implementou uma arquitetura baseada em microsserviços para dar suporte à expansão global e gerenciar altos volumes de tráfego para seu serviço de streaming.
• Amazon: O site de e-commerce optou por uma arquitetura de microsserviços após migrar de seu design monolítico anterior, com o objetivo de melhorar a adaptabilidade e versatilidade.
• Uber: Microsserviços gerenciam solicitações de viagem, pagamentos e motoristas separadamente, facilitando o crescimento.

Ambos Netflix e Amazon começaram como monólitos e os dividiram mais tarde: construa os módulos dentro de uma aplicação e retire aquele cujo escalonamento se torna um problema.