Trước khi quyết định di chuyển một ứng dụng nguyên khối sang đối tác vi dịch vụ của nó, bạn cần suy nghĩ cẩn thận. Việc bỏ lỡ thời điểm thích hợp để di chuyển có thể khiến bạn bị bỏ xa so với đối thủ.
Trong những năm gần đây, xu hướng phổ biến trong phát triển phần mềm là chuyển đổi từ kiến trúc nguyên khối sang kiến trúc microservice. Khi các tổ chức tìm cách cải thiện khả năng mở rộng và tính linh hoạt của ứng dụng của họ, việc chuyển từ kiến trúc nguyên khối sang kiến trúc microservice đang trở thành một lựa chọn ngày càng phổ biến. Nhưng chính xác thì quá trình chuyển đổi này là gì và tại sao nó có thể là lựa chọn phù hợp cho tổ chức của bạn?
Bài viết này mô tả sự khác biệt giữa kiến trúc nguyên khối, n-tier và microservices. Nó cũng thảo luận về thời điểm và cách thức di chuyển sang kiến trúc microservices.
Hãy đi sâu vào! 😀
Kiến trúc nguyên khối là gì?
Kiến trúc nguyên khối là một mẫu thiết kế phần mềm trong đó toàn bộ ứng dụng được xây dựng dưới dạng một đơn vị độc lập, độc lập. Trong kiến trúc nguyên khối, tất cả các thành phần ứng dụng, bao gồm giao diện người dùng, logic nghiệp vụ và lưu trữ dữ liệu, được kết hợp thành một cơ sở mã duy nhất.
Ưu điểm 👍
- Đơn giản: Kiến trúc nguyên khối rất dễ hiểu và dễ làm việc.
- Triển khai dễ dàng: Một ứng dụng nguyên khối là một đơn vị duy nhất, giúp dễ dàng triển khai.
- Cải thiện hiệu suất: Giao tiếp giữa các thành phần trong ứng dụng nguyên khối nhanh hơn, dẫn đến hiệu suất được cải thiện.
- Tiết kiệm chi phí: Việc phát triển kiến trúc nguyên khối có thể rẻ hơn so với các kiến trúc khác.
- Sự quen thuộc: Nhiều nhà phát triển đã quen thuộc với kiến trúc nguyên khối và có thể thích cách tiếp cận này hơn.
Nhược điểm 👎
- Vấn đề về tính linh hoạt: Việc thay đổi một thành phần có thể ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống trong kiến trúc nguyên khối.
- Khó khăn trong việc mở rộng quy mô: Việc mở rộng quy mô một ứng dụng nguyên khối đòi hỏi phải mở rộng quy mô toàn bộ hệ thống.
- Chi phí bảo trì cao hơn: Việc duy trì kiến trúc nguyên khối có thể tốn kém và mất thời gian khi ứng dụng phát triển và trở nên phức tạp hơn.
- Tái sử dụng mã có giới hạn: Việc sử dụng lại mã trên các phần khác nhau của ứng dụng trong kiến trúc nguyên khối có thể không dễ dàng.
Kiến trúc nhiều tầng là gì?
Trong kiến trúc nhiều tầng, chúng tôi chia hệ thống thành nhiều tầng hoặc nhiều tầng. Các lớp này làm việc cùng nhau để thực hiện một chức năng cụ thể. Đầu tiên, mỗi lớp chịu trách nhiệm về một khía cạnh cụ thể của hệ thống. Sau đó họ liên lạc với nhau để hoàn thành nhiệm vụ.
Nhìn chung, kiến trúc này hoạt động dựa trên việc phân tách các mối quan tâm và sử dụng các lớp cho từng nhiệm vụ cụ thể. Ví dụ, hình ảnh dưới đây cho thấy kiến trúc 3-layered cho một ứng dụng MVC điển hình. Lớp mô hình xử lý các nguồn dữ liệu và Chế độ xem đóng vai trò là lớp trình bày. Bộ điều khiển hoạt động như một trình xử lý giữa mô hình và các lớp khung nhìn.
Đặc trưng 3-kiến trúc MVC phân lớp
Ưu điểm 👍
- Bảo mật tốt hơn: Các tầng ứng dụng khác nhau khiến kẻ tấn công khó truy cập vào dữ liệu hoặc chức năng nhạy cảm hơn.
- Khả năng mở rộng tốt hơn: Các tầng có thể được điều chỉnh tỷ lệ độc lập, giúp xử lý việc tăng mức sử dụng hoặc tải hệ thống dễ dàng hơn.
- Bảo trì được cải thiện: Việc tách biệt các mối quan tâm trong kiến trúc nhiều tầng giúp đơn giản hóa việc bảo trì và cập nhật các phần khác nhau của ứng dụng.
- Tính linh hoạt cao hơn: Kiến trúc mô-đun giúp bạn linh hoạt hơn trong việc thêm hoặc thay đổi chức năng. Ngoài ra, việc tích hợp với các hệ thống khác cũng dễ dàng hơn.
- Cải thiện khả năng tái sử dụng mã: thiết kế phân lớp hỗ trợ tính mô đun. Bạn có thể sử dụng cùng một lớp logic nghiệp vụ với các lớp trình bày khác nhau.
Nhược điểm 👎
- Độ phức tạp tăng lên: Việc sử dụng nhiều lớp có thể làm tăng thêm độ phức tạp cho hệ thống, khiến hệ thống khó hiểu và bảo trì hơn.
- Tăng thời gian phát triển: Xây dựng kiến trúc nhiều tầng có thể mất nhiều thời gian hơn kiến trúc một tầng do các lớp bổ sung và giao tiếp giữa chúng.
- Triển khai và cấu hình nhiều hơn: Việc triển khai và định cấu hình hệ thống nhiều tầng có thể tốn nhiều thời gian và phức tạp hơn hệ thống một tầng.
- Yêu cầu về phần cứng và cơ sở hạ tầng ngày càng tăng: Kiến trúc nhiều tầng có thể yêu cầu nhiều tài nguyên phần cứng và cơ sở hạ tầng hơn để hoạt động bình thường.
- Tăng cường nỗ lực thử nghiệm: Việc thử nghiệm một hệ thống nhiều tầng có thể phức tạp và tốn thời gian hơn do có các lớp bổ sung và giao tiếp giữa chúng.
Kiến trúc microservice là gì?
Kiến trúc microservice chia ứng dụng thành các dịch vụ nhỏ, độc lập, giao tiếp qua API.
Dịch vụ vi mô
Cách tiếp cận này mang lại tính linh hoạt và khả năng mở rộng cao hơn vì mỗi dịch vụ có thể được phát triển và triển khai độc lập. Ngoài ra, việc tăng hoặc giảm quy mô khi cần thiết sẽ trở nên dễ dàng hơn. Do đó, kiến trúc microservice đặc biệt phù hợp với môi trường dựa trên đám mây, nơi tài nguyên có thể được cung cấp và giải phóng nhanh chóng khi cần.
Ưu điểm 👍
- Khả năng mở rộng: Microservice có thể mở rộng quy mô một cách độc lập, cho phép bạn mở rộng quy mô các phần cụ thể của ứng dụng nếu cần.
- Khả năng phục hồi: Nếu một microservice bị lỗi, các dịch vụ khác có thể tiếp tục chạy. Điều này cải thiện khả năng phục hồi tổng thể của ứng dụng.
- Tính mô đun: Bạn có thể phát triển, thử nghiệm và triển khai từng microservice một cách độc lập. Do đó, việc sửa đổi hoặc cập nhật các dịch vụ riêng lẻ trở nên dễ quản lý hơn.
- Tính linh hoạt: Với microservice, bạn có quyền tự do lựa chọn các công nghệ khác nhau cho các dịch vụ khác nhau. Vì vậy, nó cho phép bạn sử dụng các công cụ tốt nhất cho từng nhiệm vụ.
- Dễ triển khai: Bạn có thể triển khai các vi dịch vụ một cách độc lập, giúp dễ dàng triển khai các phiên bản mới của ứng dụng.
Nhược điểm 👎
- Độ phức tạp ngày càng tăng: Việc quản lý nhiều dịch vụ độc lập có thể phức tạp hơn.
- Yêu cầu tài nguyên cao hơn: Chạy nhiều dịch vụ có thể yêu cầu nhiều tài nguyên và cơ sở hạ tầng hơn.
- Tăng chi phí liên lạc: Giao tiếp giữa các dịch vụ yêu cầu API.
- Tăng độ phức tạp của việc kiểm tra và triển khai: Việc kiểm tra và triển khai nhiều dịch vụ có thể phức tạp.
nguyên khối vs. nhiều lớp so với dịch vụ vi mô
Bảng dưới đây tóm tắt tất cả những khác biệt chính: –
Số liệu so sánhKiến trúc nguyên khốiKiến trúc nhiều tầngKiến trúc vi dịch vụSự phức tạpĐơn giản hơnPhức tạp nhấtPhức tạp nhấtLưu lượng mạngTối thiểuTối thiểu (miễn là các tầng nằm trên cùng một mạng)Tối đaThời gian phát triểnÍt hơn nguyên khốiNhiều hơn nhiều tầngTái sử dụng CodeÍt hơnTối đaTối thiểuPhụ thuộc vào DevOpsKhôngKhôngCaoĐộ khó trong kiểm tra và gỡ lỗi toàn cầuKhông KhôngCóMức độ dễ dàng trong khả năng mở rộngThấpTrung bìnhCaoThời gian triển khaiÍt hơn HighLessEase mức độ bảo trì và cập nhậtLowMediumHighTime to MarketSlowSlowFasterFault mức dung saiThấpThấpCấp độ mô-đunThấpTrung bìnhCaoMức độ độc lập triển khaiLowLowHighSo sánh Kiến trúc nguyên khối, đa tầng và vi dịch vụ
Monolithic sang microservices: thời điểm thích hợp để chuyển đổi là gì
Không có câu trả lời chung cho tất cả câu hỏi này, vì quyết định chuyển từ kiến trúc nguyên khối sang kiến trúc vi dịch vụ sẽ phụ thuộc vào nhu cầu và mục tiêu cụ thể của ứng dụng của bạn. Dưới đây là một số yếu tố cần xem xét khi quyết định thực hiện chuyển đổi:
- Quy mô và độ phức tạp của ứng dụng: Kiến trúc microservice có thể giúp việc phát triển và bảo trì dễ dàng hơn nếu ứng dụng của bạn lớn và phức tạp, có nhiều thành phần được kết nối với nhau. Tuy nhiên, kiến trúc nguyên khối có thể là đủ nếu ứng dụng tương đối nhỏ và đơn giản.
- Mức độ mở rộng cần thiết: Nếu ứng dụng của bạn cần mở rộng quy mô nhanh chóng và dễ dàng để đáp ứng nhu cầu thay đổi, kiến trúc microservice có thể là lựa chọn tốt hơn. Vì vi dịch vụ có thể mở rộng quy mô một cách độc lập nên bạn có thể mở rộng quy mô các phần cụ thể của ứng dụng nếu cần.
- Mức độ linh hoạt cần thiết: Nếu bạn cần có khả năng sửa đổi hoặc cập nhật các thành phần ứng dụng riêng lẻ mà không ảnh hưởng đến toàn bộ ứng dụng, thì kiến trúc microservice có thể là lựa chọn tốt hơn. Điều này là do mỗi vi dịch vụ có thể được phát triển, thử nghiệm và triển khai độc lập.
- Nguồn lực sẵn có để phát triển và bảo trì: Nếu bạn có một nhóm lớn có kỹ năng và nguồn lực để phát triển và duy trì kiến trúc vi dịch vụ thì đây có thể là một lựa chọn tốt cho ứng dụng của bạn. Tuy nhiên, kiến trúc nguyên khối có thể dễ quản lý hơn nếu nhóm của bạn có quy mô nhỏ hoặc thiếu các kỹ năng cần thiết.
Từ nguyên khối đến vi dịch vụ: hành trình thành công
Cuối cùng, quyết định chuyển từ kiến trúc nguyên khối sang kiến trúc microservices sẽ phụ thuộc vào nhu cầu và mục tiêu cụ thể của ứng dụng. Điều rất quan trọng là phải đánh giá cẩn thận ưu và nhược điểm của từng phong cách kiến trúc và chọn kiểu phù hợp nhất với nhu cầu ứng dụng của bạn.
Các nghiên cứu trường hợp thực tế có thể được kỳ vọng sẽ đánh giá cách các công ty lớn đưa ra quyết định di cư. Hãy thảo luận về các nghiên cứu trường hợp Amazon và Netflix để tìm hiểu cách họ xác định thời điểm thích hợp để di chuyển.
Nghiên cứu trường hợp của Amazon
Amazon là một gã khổng lồ bán lẻ nổi tiếng ban đầu sử dụng kiến trúc nguyên khối cho trang web của mình. Tuy nhiên, khi cơ sở mã phát triển và số lượng nhà phát triển làm việc trên nền tảng tăng lên, việc gỡ rối các phần phụ thuộc và thực hiện các thay đổi hoặc cập nhật cho nền tảng ngày càng trở nên khó khăn hơn. Điều này dẫn đến sự chậm trễ trong quá trình phát triển và thách thức về mã hóa, đồng thời gây khó khăn cho công ty trong việc mở rộng quy mô nền tảng để đáp ứng nhu cầu của cơ sở khách hàng đang tăng trưởng nhanh chóng.
Để đáp ứng những thách thức này, Amazon chia các ứng dụng nguyên khối của nó thành các ứng dụng nhỏ hơn, chạy độc lập dành riêng cho từng dịch vụ. Điều này liên quan đến việc phân tích mã nguồn và trích xuất các đơn vị mã phục vụ một mục đích chức năng duy nhất, gói chúng vào giao diện dịch vụ web và gán quyền sở hữu từng dịch vụ cho nhóm phát triển.
Nguồn: Biểu đồ phụ thuộc dịch vụ Amazon trong thời gian thực
Cách tiếp cận vi dịch vụ đã cho phép Amazon dễ dàng thực hiện các thay đổi và cập nhật cho nền tảng của mình. Ngoài ra, nó cho phép mở rộng quy mô các thành phần riêng lẻ theo yêu cầu. Bất chấp những thách thức của quá trình chuyển đổi, lợi ích của kiến trúc microservice là rất đáng kể. Nền tảng thương mại điện tử Amazon hiện đang hỗ trợ hơn 2,5 tỷ lượt tìm kiếm sản phẩm mỗi ngày và bao gồm hàng triệu sản phẩm từ hàng trăm nghìn người bán.
Nghiên cứu trường hợp Netflix
Netflix hiện là một công ty rất nổi tiếng và được nhiều người biết đến. Nó có sẵn ở 190 quốc gia và có hơn 223 triệu người dùng trả phí tính đến năm 2022.
Năm 2008, Netflix phải đối mặt với tình trạng hỏng cơ sở dữ liệu nghiêm trọng và vấn đề này vẫn tiếp diễn cho đến nay. 3 những ngày dài. Đây là thời điểm mà công ty nhận thức được vấn đề lỗi đơn điểm nguyên khối. Vì vậy, Netflix đã dần chuyển từ kiến trúc nguyên khối sang kiến trúc microservice dựa trên đám mây sử dụng dịch vụ web Amazon.
Netflix đã mất nhiều năm để di chuyển các ứng dụng hướng tới khách hàng và không dành cho khách hàng. Tuy nhiên, lợi ích là rất lớn. Từ năm 2008 đến năm 2015, thời gian xem hàng tháng của công ty đã tăng đáng kể ~1.000 lần, điều này mang lại doanh thu và lợi nhuận cao.
Cách di chuyển thủ công các ứng dụng từ kiến trúc nguyên khối sang kiến trúc vi dịch vụ
Có nhiều bước bạn có thể thực hiện để di chuyển ứng dụng của mình (thủ công) từ kiến trúc nguyên khối sang kiến trúc vi dịch vụ:
Nói chung, việc di chuyển từ kiến trúc nguyên khối sang kiến trúc dựa trên microservices có thể phức tạp và tốn thời gian. Để di chuyển thành công, cần phải lập kế hoạch và thực hiện di chuyển cẩn thận.
Các công cụ tiện dụng để di chuyển từ giải pháp nguyên khối sang vi dịch vụ
Có một số công cụ có thể trợ giúp trong quá trình phân tách một ứng dụng nguyên khối thành các vi dịch vụ. Ví dụ: IBM Mono2Micro, Decomposition Tool và Decomposer là những công cụ phổ biến nhất để hỗ trợ quá trình phân rã.
Những công cụ này cung cấp một bộ cơ chế tự động hoặc bán tự động để xác định các vi dịch vụ và tái cấu trúc mã. Ngoài ra, họ còn giúp thiết lập và quản lý cơ sở hạ tầng cần thiết để lưu trữ các dịch vụ vi mô.
Tự động phân hủy để di chuyển nguyên khối sang vi dịch vụ: xu hướng tương lai
Sự bùng nổ gần đây về trí tuệ nhân tạo và học máy đã cách mạng hóa cách tiếp cận truyền thống để hoàn thành công việc của chúng ta. Sẽ thật tuyệt nếu máy móc có thể thực hiện các nhiệm vụ phân rã nguyên khối phức tạp thành các dịch vụ vi mô?
Mặc dù việc này có vẻ giống như sử dụng AI để giúp phân tách một ứng dụng nguyên khối thành các vi dịch vụ, nhưng việc này có vẻ dễ dàng. Tuy nhiên, đó là con đường đầy thử thách. Vì vậy, bạn sẽ chỉ tìm thấy một vài bài báo đầy đủ về nhiệm vụ này.
Abdullah và cộng sự. nhôm. đề xuất một phương pháp học tập không giám sát để tự động phân tách các ứng dụng web thành các dịch vụ vi mô. Sơ đồ khái niệm sau đây minh họa hoạt động chung của quá trình tự động phân hủy.
Nguồn: Abdullah, M., Iqbal, W., & Erradi, A. (2019). Một phương pháp học tập không giám sát để tự động phân tách các ứng dụng web thành các dịch vụ vi mô. Tạp chí Hệ thống và Phần mềm, 151, 243-257.
Quá trình tự động phân hủy bao gồm ba bước đơn giản.
Bước 01: Truy cập nhật ký truy cập URI
Mỗi trang web trên một trang web đều có Mã định danh tài nguyên thống nhất (URI) duy nhất. May mắn thay, các máy chủ web lưu trữ các ứng dụng như vậy sẽ lưu giữ nhật ký truy cập (ví dụ: thời gian phản hồi và kích thước tài liệu) đối với các URI này. Bước đầu tiên là thu thập các nhật ký truy cập này.
Bước 02: Áp dụng thuật toán phân cụm ML
Thuật toán phân cụm là một phương pháp học máy không giám sát, sử dụng một tập hợp các điểm dữ liệu để tạo ra K cụm gồm các điểm dữ liệu tương tự. Thuật toán phân cụm này, được hỗ trợ bởi dữ liệu từ nhật ký truy cập lịch sử, tạo ra các cụm URI có thời gian truy cập và kích thước tài liệu phản hồi tương tự nhau.
Bước 03: Triển khai các cụm vào microservice
Bạn có thể tạo một vi dịch vụ cho mỗi cụm URI. Sau đó, bạn có thể triển khai các vi dịch vụ này cho bất kỳ cơ sở hạ tầng đám mây nào.
Lưu ý: Kỹ thuật tự động phân hủy này dành riêng cho các ứng dụng web nguyên khối và chỉ được trình bày để cung cấp cho bạn ý tưởng về các xu hướng mới nhất của thời đại.
Các phương pháp hay nhất để di chuyển từ kiến trúc nguyên khối sang kiến trúc vi dịch vụ
Dưới đây là một số phương pháp hay nhất cần tuân theo khi di chuyển từ kiến trúc nguyên khối sang kiến trúc vi dịch vụ:
- Bắt đầu từ quy mô nhỏ: Tốt nhất bạn nên bắt đầu bằng cách di chuyển một phần nhỏ, độc lập trong ứng dụng của mình sang kiến trúc vi dịch vụ. Điều này cho phép bạn học hỏi từ quy trình và thực hiện các điều chỉnh cần thiết trước khi giải quyết các phần lớn hơn của ứng dụng.
- Xác định các vi dịch vụ phù hợp: Xác định chính xác các cơ hội kinh doanh cho ứng dụng của bạn. Nó cũng yêu cầu xác định xem liệu những khả năng này có thể được triển khai dưới dạng dịch vụ vi mô độc lập hay không.
- Thiết kế giao diện rõ ràng: Đảm bảo rằng giao diện giữa các vi dịch vụ được xác định rõ ràng và dễ sử dụng. Điều này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển và duy trì các dịch vụ vi mô.
- Sử dụng bộ chứa: Bộ chứa có thể giúp triển khai và quản lý vi dịch vụ dễ dàng hơn bằng cách cho phép bạn đóng gói một vi dịch vụ và các phần phụ thuộc của nó vào một đơn vị độc lập.
- Sử dụng cơ sở hạ tầng thân thiện với vi dịch vụ: Để hỗ trợ kiến trúc vi dịch vụ, bạn cần một cơ sở hạ tầng có thể xử lý mức độ phức tạp ngày càng tăng và lưu lượng truy cập do vi dịch vụ tạo ra. Điều này có thể bao gồm việc sử dụng các công nghệ như lưới dịch vụ, cổng API và theo dõi phân tán.
- Kiểm tra kỹ lưỡng: Kiểm tra kỹ lưỡng các vi dịch vụ của bạn để đảm bảo rằng chúng hoạt động như mong đợi và giao diện giữa chúng hoạt động chính xác.
- Giám sát và quản lý các vi dịch vụ của bạn: Điều quan trọng là phải theo dõi hiệu suất và tình trạng của chúng cũng như thực hiện hành động thích hợp khi có sự cố xảy ra. Điều này có thể yêu cầu sử dụng các công cụ như phân tích nhật ký, giám sát hiệu suất và theo dõi lỗi.
Nói tóm lại, lập kế hoạch và thực hiện cẩn thận là chìa khóa để di chuyển thành công. Bằng cách làm theo các phương pháp hay nhất này, bạn có thể đảm bảo quá trình di chuyển của mình diễn ra suôn sẻ và phục vụ mục đích của nó.
Ứng dụng
Kiến trúc microservice là kiến trúc linh hoạt và có khả năng mở rộng nhất cho kỷ nguyên điện toán đám mây hiện đại. Nó cho phép bạn mở rộng quy mô các phần cụ thể của ứng dụng khi cần và sửa đổi hoặc cập nhật các dịch vụ riêng lẻ mà không ảnh hưởng đến toàn bộ ứng dụng. Tuy nhiên, việc phát triển và duy trì cũng có thể phức tạp hơn.
Cuối cùng, việc lựa chọn phong cách kiến trúc sẽ phụ thuộc vào nhu cầu và mục tiêu cụ thể của ứng dụng của bạn. Các yếu tố cần xem xét bao gồm quy mô và độ phức tạp của ứng dụng, mức độ mở rộng và tính linh hoạt cần thiết cũng như các tài nguyên sẵn có để phát triển và bảo trì.
