Microservices-Architektur für Webanwendungen

Microservices: Anwendungen als unabhängige Dienste erstellen

Traditionelle Webanwendungen werden als eine einzige Einheit erstellt – ein Monolith. Der gesamte Code für die Verwaltung von Benutzern, Produkten, Bestellungen und Zahlungen befindet sich in einer Codebasis, die als eine Anwendung bereitgestellt wird. Microservices verfolgen einen anderen Ansatz: Jede Geschäftsfunktion wird zu einem eigenen unabhängigen Dienst mit eigener Codebasis, eigener Datenbank und eigenem Bereitstellungszyklus.

Die Vorteile der Aufteilung

Der Hauptvorteil von Microservices ist die Unabhängigkeit. Teams können gleichzeitig an verschiedenen Diensten arbeiten, ohne sich gegenseitig auf die Füße zu treten. Jeder Dienst kann unabhängig bereitgestellt werden, sodass eine Änderung am Zahlungsdienst nicht die erneute Bereitstellung der gesamten Anwendung erfordert. Dienste können unabhängig skaliert werden – wenn der Produktkatalog mehr Verkehr erhält als die Benutzerkonten, skalieren Sie nur den Katalogdienst.

Microservices ermöglichen es Ihnen auch, für verschiedene Aufgaben unterschiedliche Technologien zu verwenden. Der Produktkatalog funktioniert möglicherweise am besten mit Node.js und MongoDB, während der Zahlungsdienst Java für seine Transaktionsgarantien benötigt. Und wenn ein Dienst ausfällt, können die anderen weiterlaufen, wodurch der Schadensradius von Ausfällen begrenzt wird.

Die Herausforderungen

Microservices führen zu erheblicher Komplexität. Anstelle einer einzelnen Datenbankabfrage müssen Sie möglicherweise mehrere Netzwerkaufrufe an verschiedene Dienste tätigen, um eine Seite zusammenzustellen. Die Netzwerklatenz wird zu einem Faktor. Die Sicherstellung der Datenkonsistenz über Dienste hinweg ist schwieriger als in einer monolithischen Datenbank. Das Debuggen von Problemen, die sich über mehrere Dienste erstrecken, erfordert verteiltes Tracing.

Die Dienstkommunikation erfordert eine sorgfältige Planung. Synchrone Aufrufe (HTTP/gRPC) sind einfach, können aber kaskadierende Ausfälle verursachen. Asynchrone Nachrichtenübermittlung (über eine Nachrichtenwarteschlange oder einen Ereignisbus) entkoppelt Dienste, erhöht aber die Komplexität. Sie benötigen eine Dienstermittlung, damit Dienste einander finden können. Sie benötigen API-Gateways, um einen einzigen Einstiegspunkt für Clients bereitzustellen. Und Sie benötigen Leistungsschalter, um die Ausbreitung von Fehlern zu verhindern.

Wann Microservices sinnvoll sind

Microservices sind nicht für jedes Projekt die richtige Wahl. Für ein kleines Team, das eine einfache Anwendung erstellt, ist ein Monolith schneller zu entwickeln und einfacher zu verwalten. Microservices werden wertvoll, wenn Sie mehrere Teams haben, die jeweils eine eigene Geschäftsdomäne besitzen, und wenn verschiedene Teile Ihres Systems unterschiedliche Skalierungsanforderungen haben.

Viele erfolgreiche Teams beginnen mit einem gut strukturierten Monolithen und spalten Dienste nach Bedarf ab. Voreilige Microservices – das Aufteilen Ihrer Anwendung, bevor Sie die Domänengrenzen verstehen – führen oft zu einem verteilten Chaos, das schwieriger zu verwalten ist als der Monolith, mit dem Sie begonnen haben.

Wichtige Muster

Wenn Sie Microservices einführen, helfen mehrere Muster bei der Bewältigung der Komplexität. Das API-Gateway-Muster bietet einen einzigen Einstiegspunkt für Clients und leitet Anfragen an den entsprechenden Dienst weiter. Das Saga-Muster verwaltet verteilte Transaktionen, indem es eine Reihe lokaler Transaktionen koordiniert. Das CQRS-Muster trennt Lese- und Schreibvorgänge. Und das Event-Sourcing-Muster speichert Änderungen als eine Folge von Ereignissen und bietet eine vollständige Prüfpfad.