Présentation
Au cours de la dernière décennie, le développement d'applications a évolué rapidement pour suivre les avancées technologiques et les besoins des consommateurs.
Alors que le développement traditionnel reposait sur un gros morceau de code, la plupart des applications d'aujourd'hui sont construites à partir de plusieurs mini-applications ou microservices , chacun responsable d'une seule fonctionnalité de l'application.
Ensemble, ils forment un système appelé architecture de microservice.
Que sont les microservices ?
Microservices , ou plutôt l'architecture de microservices , est un système utilisé pour développer une application, basée sur une sélection de services individuels travaillant ensemble pour garantir des performances fluides et hautement réactives.
Si vous créez une application Web à l'aide de l'architecture de microservices, vous la divisez en fonctionnalités individuelles, en développant et en déployant chacune en tant qu'application distincte.
Contrairement au développement monolithique, où tout est fusionné et donc dépendant les uns des autres, l'architecture des microservices se compose de plusieurs modules de composants autonomes. C'est un type d'architecture reposant sur le système de couplage lâche .
Remarque :Le couplage lâche structure un système dans lequel les éléments s'ignorent mais peuvent communiquer.
Par exemple, un site Web de commerce électronique nécessite de nombreux services différents, notamment des paiements en ligne, des retours, des profils d'utilisateurs, etc. Pour créer le site Web, les développeurs se répartissaient en équipes, chacune responsable de la création de l'un des microservices utilisés.
Comment les microservices communiquent-ils ?
Une fois que vous avez compris la structure, vous vous demandez peut-être comment ces entités distinctes s'unissent pour créer un service ou une application harmonieux. La réponse se résume à établir une communication directe, rapide et sans faille entre tous les services. Par conséquent, les microservices communiquent entre eux via des API .
Interface de programmation d'applications (API ) est un point d'accès de chaque fonctionnalité modulaire qui permet aux modules d'interagir. Un microservice utilise cette interface pour envoyer et répondre aux requêtes d'autres modules.
Chaque microservice doit avoir un point de terminaison d'API clairement défini (une extrémité d'un canal de communication) pour s'assurer qu'il est toujours accessible pour les demandes de renseignements. Dans la plupart des cas, il s'agit d'API REST sans état . Sans points de terminaison clairement définis, le système ne sait pas où chercher les informations dont il a besoin.
Par conséquent, les équipes DEV utiliseraient des normes et des modèles officiels pour partager les terminaux entre eux. Il est de leur responsabilité d'établir l'API REST grâce à la collaboration et à une communication claire.
La différence entre l'architecture traditionnelle et l'architecture de microservices
Pour mieux comprendre les microservices, comparons-les au système utilisé avant leur développement - architecture monolithique .
Architecture monolithique a bien fonctionné pour les systèmes traditionnels côté serveur. Ce sont des systèmes basés sur une seule application. Toutes les fonctionnalités résident dans une structure, utilisent le même système de fichiers, communiquent avec le même serveur et sont éventuellement déployées sur la même machine.
Ce type d'architecture permet aux développeurs de créer des applications plus rapidement, car ils n'ont qu'à construire les fonctionnalités essentielles auxquelles ils ajouteront plus tard d'autres fonctionnalités. De plus, les performances ont été plus rapides car le processus n'implique pas d'API.
Avec l'expansion des applications Web, le besoin d'agilité et de disponibilité constante s'est imposé. L'architecture monolithique avait trop d'obstacles pour répondre à ces exigences.
Inconvénients de l'architecture monolithique
Comme ces systèmes avaient un processus de couplage étroit, toute modification apportée au code pouvait potentiellement mettre en danger les performances de l'ensemble de l'application. Les fonctionnalités étaient trop interdépendantes pour une nouvelle ère technologique qui exigeait des innovations et des adaptations constantes.
Un autre problème avec l'architecture monolithique était son incapacité à mettre à l'échelle les fonctionnalités individuelles. Un aspect crucial des entreprises prospères est leur capacité à répondre aux demandes des consommateurs. Naturellement, ces demandes dépendent de divers facteurs et fluctuent dans le temps.
À un moment donné, votre entreprise n'aura besoin de mettre à l'échelle qu'une certaine fonction de son service pour répondre à un nombre croissant de demandes. Avec les applications monolithiques, vous ne pouviez pas mettre à l'échelle des éléments individuels, mais vous deviez plutôt mettre à l'échelle l'application dans son ensemble.
Avantages des microservices
L'introduction des microservices a résolu de nombreux problèmes que le développement monolithique ne pouvait pas résoudre.
Premièrement, l'architecture du microservice est hautement flexible . Étant donné que chaque microservice est indépendant, les programmeurs peuvent créer des modules en utilisant différents langages ou plates-formes. Ces modules pourront communiquer entre eux grâce à des API.
De plus, avec les microservices, aucune organisation n'a à s'engager à long terme dans une pile technologique. Ainsi, les développeurs peuvent toujours travailler avec les dernières technologies.
De plus, cette fonctionnalité permet aux développeurs de réutiliser les modules de fonctionnalités et les appliquer à d'autres applications. L'utilisation de microservices déjà perfectionnés permet d'économiser les ressources de l'entreprise et permet aux développeurs de se concentrer sur d'autres projets.
Une autre caractéristique importante est que le système est assez résilient aux changements. Couplées de manière lâche, les fonctionnalités d'une application ne sont pas aussi codépendantes. Les développeurs peuvent efficacement ajouter de nouvelles fonctionnalités ou modifier celles qui existent déjà. Ils modifient le code d'un module au lieu de l'ensemble de l'application.
Contrairement aux applications monolithiques, les microservices sont excellents pour la mise à l'échelle . Ils garantissent que votre application est opérationnelle à tout moment, sans gaspiller d'argent sur des modules inutilisés. Étant donné que vous déployez des fonctionnalités sur différents serveurs, le système vous permet de faire évoluer uniquement les ressources nécessaires.
Dans un modèle distribué, l'application est décomposée en services plus petits. Si votre organisation a adopté le développement agile, vos équipes peuvent plus facilement le mettre à jour et accélérer les cycles de développement.
D'un point de vue commercial, les cycles de développement plus rapides sont l'une des plus grandes améliorations introduites par les microservices.
Les nouveaux employés, par exemple, comprendront et modifieront plus facilement le code. Cela s'appuie sur le fait que l'application est répartie entre de nombreux services. Il est plus facile de gérer un microservice à la fois que de s'attaquer à un système intégré complet.
Inconvénients des microservices
Le principal inconvénient de l'architecture de microservices est sa complexité . Comparé aux applications monolithiques, le système nouvellement développé a beaucoup plus de composants. Ces composants (microservices) doivent fonctionner parfaitement seuls et à l'intérieur du système.
Ce système est également plus coûteux . Étant donné que les services sont déployés sur plusieurs serveurs, l'application finit par nécessiter un nombre plus important de processeurs et davantage d'environnements d'exécution. De plus, en raison de leur besoin de communication constante, les microservices effectuent de nombreux appels à distance. Ces facteurs et d'autres s'additionnent, nécessitant ainsi un budget accru pour le développement.
Les microservices nécessitent également une sécurité plus élevée mesures. Comme mentionné ci-dessus, les services communiquent entre eux via des API. Cela signifie qu'ils échangent des informations sur le réseau, qui est toujours une menace potentielle. Pour cette raison, la maintenance et les mises à niveau doivent être impeccables.
La complexité de l'architecture influence également ses performances . Comme les microservices incluent plusieurs instances JVM (Java Virtual Machine) et une communication inter-processus, leur efficacité peut être plus lente qu'avec des applications monolithiques.
| AVANTAGES | CONTRE |
| Indépendance des services. Chaque conteneur de services a sa propre logique métier et se concentre sur une capacité métier unique. L'architecture prend en charge des unités déployables individuelles indépendantes les unes des autres. | Configuration complexe. En raison de leur individualisme, la configuration du système nécessite plus de configuration et de ressources, ce qui entraîne des frais généraux opérationnels. |
| Déploiement flexible/agile. Chaque microservice peut être mis à l'échelle indépendamment avec la possibilité d'utiliser différentes technologies et de s'exécuter sur différentes piles et produits. | Complexité opérationnelle. Il est plus difficile de dépanner, de déboguer et de suivre les transactions via l'écosystème de microservices. La résolution des problèmes dans le système exige des niveaux élevés d'automatisation. |
| Tolérant aux pannes. Les microservices sont des unités faiblement couplées qui peuvent être restaurées automatiquement. Ces unités ne sont pas co-dépendantes, ce qui permet aux développeurs d'augmenter la disponibilité de chaque unité, si nécessaire. | Risque de sécurité. Bien que les services isolés soient plus tolérants aux pannes, la même fonctionnalité peut soulever des problèmes de sécurité lors des transactions entre les unités. |
| Prend en charge CI/CD. Étant donné que les microservices sont déployés indépendamment, plusieurs instances peuvent être développées et déployées simultanément. Par conséquent, cela conduit à des versions de logiciels plus rapides et plus fréquentes. | Interfaces codépendantes. Les services communiquent via des interfaces interdépendantes. Il est impossible de modifier une interface sans ajuster l'autre. |
| Simplifie l'ajout de nouvelles fonctionnalités. Il est plus facile d'ajouter de nouvelles fonctionnalités en modifiant les services existants ou en en ajoutant de nouveaux sans perturber les performances des autres services. | Ralentissement des performances. Par rapport aux applications monolithiques, les microservices ont besoin de plus de temps pour effectuer des tâches en raison de leur architecture complexe et de la communication inter-processus. |
Défis liés à l'adoption des microservices
Le défi initial de l'adoption des microservices est de concevoir un modèle fiable et durable . Les microservices utilisent un système distribué de manière lâche, il y a donc de fortes chances que vous vous retrouviez avec une conception complexe. Toutes les dépendances du système doivent être soigneusement examinées et prises en considération.
Un autre défi est l'intégration et les tests de bout en bout. Les tests deviennent plus difficiles et pourtant plus importants que jamais. Les microservices doivent communiquer et se soutenir mutuellement, de sorte que tous les services doivent être exempts de bogues. Un bogue dans un service peut provoquer une erreur fatale dans un autre. C'est pourquoi les tests continus avec les microservices sont primordiaux.
Si vous effectuez toujours un déploiement manuel, votre équipe devra d'abord investir du temps dans l'automatisation du processus. En raison de la complexité des modèles distribués, le déploiement manuel devient beaucoup trop complexe.
Les organisations qui adoptent les microservices doivent mettre en place un système centralisé de surveillance et de journalisation . S'il n'est pas configuré, l'identification et le débogage des problèmes deviennent impossibles.
En raison de tous les facteurs mentionnés ci-dessus et d'autres complexités, telles que l'équilibrage de charge et la latence, les problèmes de débogage , dans un système distribué, est complexe. Il n'y a pas de réponse simple à l'approche qui fonctionne le mieux, et il vous faudra sûrement un certain temps avant de trouver celle qui convient le mieux à votre projet.
Enfin, votre organisation doit s'adapter pour adopter un modèle de microservice. La façon dont vos équipes travaillent et coopèrent devra changer. Conduisez un changement dans la culture de votre entreprise pour préparer vos équipes aux microservices.
Exemples de microservices
Microservices en Java
Vous pouvez développer des microservices en utilisant différents langages. Cependant, Java est toujours considéré comme l'un des meilleurs choix pour créer des applications avec une telle architecture.
Il existe plusieurs frameworks de microservices utilisés pour développer avec Java, notamment :
- Bottes de printemps
- Soldat
- Maillot
- Dropwizard
- JHipster
- Vert.x
- Jouer
De plus, la configuration du microservice est souvent utilisée pour prendre en charge un environnement d'apprentissage automatique (ML) car elle autorise plusieurs cadres d'apprentissage automatique dans le flux de travail. TensorFlow, Apache Mahout et Apache Singa sont tous des exemples de frameworks ML utilisés avec Java.
En collectant, agrégeant et analysant le flux de données, les cadres peuvent prédire les résultats et fournir une comparaison entre les modèles.
Microservices dans Docker
Docker est un autre excellent logiciel pour créer des microservices. Comme elle utilise des conteneurs pour exécuter des environnements virtuels, la plate-forme permet plusieurs façons d'organiser les microservices :
- Chaque conteneur peut être dédié à un service individuel.
- Un seul service peut être séparé en plusieurs conteneurs pour des processus distincts au sein du service.
Les conteneurs sont un moyen pratique d'isoler les microservices. Ils sont légers, déployables et évolutifs pour divers systèmes d'exploitation et infrastructures.
Si vous exécutez une application Docker multi-conteneurs, Docker Compose est un outil qui peut vous aider à gérer et à configurer tous vos microservices. Tout cela est fait avec un seul yaml et effectue les tâches de lancement, d'exécution, de communication et de fermeture des conteneurs avec une seule commande coordonnée.
Les applications multi-conteneurs avec de nombreux hôtes Docker sont mieux gérées avec une plate-forme d'orchestration de conteneurs, telle que Swarm ou Kubernetes. Les deux plates-formes vous permettent d'administrer des clusters de serveurs, chacun avec plusieurs services. Pour en savoir plus sur leurs différences, veuillez consulter notre article Kubernetes vs Docker Swarm.
Voici une illustration de la gestion des clusters de conteneurs avec Swarm et Compose collaborant dans un système unifié.
