Microservices چیست و چه کاربردی در زبان برنامه نویسی جاوا دارد؟

Microservices چیست و چه کاربردی دارد؟

به طور سنتی، توسعه دهندگان نرم افزار برنامه‌های بزرگ و یکپارچه‌ای ایجاد می‌کردند. برنامه ‏های یکپارچه (monolith) شامل تمام کدهای مربوط به کلیه فعالیت‌های تجاری یک برنامه کاربردی است. البته با افزایش نیازهای برنامه، یکپارچه نیز افزایش یافت.

Microservices

اگر برنامه شما موفقیت آمیز باشد چه اتفاقی می‌افتد؟ کاربران آن را دوست دارند و به آن وابسته می‌شوند. میزان ترافیک به طرز چشمگیری افزایش می‌یابد؛ و تقریباً به ناچار، کاربران خواهان بهبود و اضافه کردن گزینه‏های بیشتر هستند، بنابراین توسعه دهندگان بیشتری درگیر کار هستند تا روی برنامه در حال رشد کار کنند. طولی نخواهد کشید که برنامه شما از یک برنامه ساده به برنامه بزرگ و پیچیده تبدیل می‏شود. چندین تیم مستقل برای توسعه همزمان روی آن کار می‌کنند.

اما این تیم‌های به اصطلاح مستقل در واقع به هیچ وجه مستقل نیستند. آن‌ها به طور همزمان بر روی یک کد کار می‌کنند و همزمان همان بخش‌های کد را تغییر می‌دهند.

Microservices

چه اتفاقی می‌افتد وقتی پنج تیم توسعه مستقل هنگام کار روی یک برنامه با هم همپوشانی داشته باشند؟ شاید به نظر برسد عملاً این کار غیرممکن است. تغییرات کد با هم تداخل دارند. کیفیت کد و کیفیت و در دسترس بودن برنامه آسیب می‌بیند. برای تیم‌های توسعه فردی و مستقل، ایجاد تغییرات بدون نیاز به محاسبه اثرات سایر تیم‌ها را دشوارتر می‌کند و تیم‌ها موارد دیگر مثل عدم تطابق کد خود با دیگران را مشاهده نکنند. این امر به طور کلی منجر به برنامه‌های کندتر و با اطمینان کمتر می‌شود.

عواقب این نوع کار توسعه برنامه فراتر از مشکلات فنی است: اگر یک برنامه مهم برای یک کسب و کار باشد، تأخیر در توسعه، عملکرد ضعیف برنامه و خرابی‌ها می‌تواند منجر به افزایش هزینه مشتریان شرکت شما شود.

خوشبختانه از این سبک کار توسعه برنامه می‏توان اجتناب کرد. می‌توانید برنامه‌های خود را متناسب با نیازهای شرکت خود بازسازی و مجدداً معماری کنید. استفاده از معماری مدرن برنامه و مبتنی بر Microservices، روشی برای ساخت برنامه‌هایی است که می‌توانند بدون نشان دادن سازمان شما در قالب یکپارچه مقیاس بندی کنند.

Microservices

معماری Microservices چیست؟

ایده اصلی در پشت معماری Microservices این است که ساخت برنامه‌ها در صورت تقسیم به قطعات کوچک‌تر که به طور یکپارچه با هم کار می‌کنند، ساده‌تر ساخته و نگهداری می‌شوند. هنگام استفاده از Microservices، شما قابلیت نرم افزار را به چندین ماژول مستقل جدا می‌کنید که به طور جداگانه و مستقل وظیفه انجام دقیق و مشخص وظایف را دارند. این ماژول‌ها از طریق رابط‌های برنامه نویسی، برنامه‌ای ساده و قابل دسترسی جهانی (API) است.

برنامه‌های ساخته شده با استفاده از Microservices که مبتنی بر زبان جاوا است، دارای ویژگی‌های خاصی هستند. به طور خاص، آن‌ها:

•    به چندین جز در حالت مدولار، متصل و تقسیم شده‌اند که هر یک عملکرد گسسته‌ای را انجام می‌دهند.

•    از این سرویس‏ها می‏توانید در برای کار فردی جهت هماهنگی با قابلیت‌های تجاری استفاده کنید.

•    قابل توزیع در clouds و مراکز داده است

می‏توانید با هر فعالیت به عنوان یک سرویس مستقل رفتار کنید تا بدون ایجاد مزاحمت در بقیه برنامه‏ ها، تغییر، به روز رسانی یا حذف شود

معماری Microservice در جاوا به شما امکان تقسیم برنامه‌ها به خدمات مجزا را می‌دهد که هر یک توسط گروه‌های جداگانه‌ای در سازمان توسعه نرم افزار مدیریت می‌شوند. آن‌ها از تفکیک مسئولیت‌های مهم برای ساخت برنامه‌های بسیار کوچک پشتیبانی می‌کنند، اجازه می‌دهند کار بر روی خدمات فردی بدون تأثیر بر کار سایر توسعه دهندگان در گروه‌های دیگر که روی همان برنامه کلی کار می‌کنند، انجام شود.

به طور خلاصه، برنامه شما می‌تواند با رشد شرکت و نیازهای آن رشد کند. هر Microservice دارای یک تیم مشخص است و هر تیم دارای یک مسئولیت مشخص است که خاصیت همپوشانی ندارد. با این حال، در عمل، برخی از سرویس‌ها ممکن است اشخاص ثالث را از طریق به API تیم متصل کنند و برای صاحب برنامه کاملاً قابل مشاهده نباشند.

 تاریخچه مختصری از Microservices

مارتین فاولر بیان کرد کرده است که " Microservices " به عنوان یک اصطلاح اولین بار در کارگاه معماران نرم افزار در سال 2011 مورد استفاده قرار گرفت، زمانی که شرکت کنندگان دریافتند آن‌ها به طور موازی مفاهیم مشابه را در معماری نرم افزار جستجو می‌کنند. این گروه نام Microservices را برای این مفهوم انتخاب کردند.

Microservices، با تمام مزایای خود، خیلی تازه و نوآورانه نیستند. ریشه‌های آن به سه دهه در دنیای یونیکس برمی‌گردد.

فاولر بسیاری از ویژگی‌های اصلی را که منحصر به فرد Microservice بود شناسایی کرد، شاید مهم‌ترین آن مستقل بودن خدمات باشد تا بتوان آن‌ها را جداگانه و بدون تأثیر بر کل برنامه بکار برد؛ اما استفاده از آن از سال 2016، سرعت گرفته است.

Microservices

Microservices و کانتینر

صحبت در مورد Microservices بدون صحبت کردن در مورد کانتینرها دشوار است، مفهومی که اولین بار در سال 2000 با پروژه FreeBSD ظاهر شد. بسیاری از توسعه دهندگان احساس می‌کنند که محتواها برای Microservice حیاتی است.

سرویس‌های جاوا که یک برنامه را تشکیل می‌دهند را می‌توان در محفظه‌هایی قرار داد که دارای کوچک‌ترین کتابخانه و بستر اجرایی مورد نیاز آن سرویس یا برنامه هستند و از این طریق هر محفظه یک فضای بسته مستقل است. Docker روشی آسان برای ایجاد، به اشتراک گذاری و آزمایش تصاویر کانتینر ارائه می‌دهد و در میان مشاغلی که به توسعه نرم افزار با استفاده از کانتینر وجود دارند بسیار محبوب شده است.

اگرچه برنامه‌ای درون یک کانتینر به طور مستقل از سایر کانتینرها کار می‌کند، اما باز هم به دستورالعمل‌های مرکز یا سایر ابزارهای ارکستراسیون پاسخ می‌دهد. چنین ابزارهای ارکستراسیون برای مدیریت تعداد زیادی کانتینر ضروری است. اگرچه Docker قابلیت‌های ارکستراسیون خاص خود را دارد، بسیاری از متخصصان برنامه، اپ و DevOps Kubernetes را ترجیح می‌دهند. (در اصل آن‌ها توسط گوگل طراحی شده‌اند، Kubernetes یک پلت فرم منبع باز است که عملیات چندین کانتینر را تنظیم می‌کند.)

البته شما می‌توانید بدون استفاده از کانتینر Microservice بسازید؛ اما وقتی زمان اجرای واقعی برنامه‌ای متشکل از Microservices مختلف فرا رسیده است، شما می‌خواهید راهی برای مدیریت همه آن داشته باشید. Microservices و ارکستراسیون کانتینرها به خوبی برای آن کار مناسب است.

رویکرد Microservices نیز به خوبی با DevOps همراه است که با از بین بردن موانع بین توسعه نرم افزار و گروه‌های عملیاتی فناوری اطلاعات، فرآیند تولید نرم افزار از ابتدای تا انتهای تولید را تسریع می‌کند. در یک محیط DevOps، توسعه دهندگان و مهندسان عملیات با هم و به صورت یکپارچه و به صورت تکراری کار می‌کنند تا سریع‌تر نرم افزارهای با کیفیت بالاتر تولید کنند.

از نظر فلسفی، این امر با معماری‌های Microservices مطابقت دارد که به شما کمک می‌کند در برنامه‌های تولید بسیار کوتاه و سریع برنامه‌ها را تغییر دهید. با استفاده همزمان از این سرویس‌ها و DevOps، سازمان‌های نرم افزاری می‌توانند کارهایی را انجام دهند که قبلاً غیرممکن تلقی می‌شد. به عنوان مثال، آمازون قادر است هر 11.7 ثانیه کد جدید منتشر کند، در حالی که Netflix هزاران بار در روز کد جدید را نصب می‌کند.

10 مزیت اصلی Microservices

طبق نظرسنجی اخیر leanIX، سازمان‌هایی که از Microservices استفاده می‌کنند پنج برابر سریع‌تر از آن‌هایی عمل می‏کنند که از آن‌ها استفاده نمی‌کنند و سریع‌تر نرم افزار جدید را به بازار عرضه می‌کنند. اکثر شرکت‌هایی که از این سرویس‌ها استفاده می‌کنند آنقدر از نتایج آن راضی هستند که قصد دارند در شش ماه آینده به استفاده از آن‌ها ادامه دهند؛ و 71٪ از آن‌ها قصد دارند در 12 ماه آینده استفاده خود از آن‌ها را افزایش دهند

10 مزیت برتر که سازمان‌ها از استقرار ریز سرویس‌ها بهره‌مند می‎‏شوند عبارتند از:

•    مقیاس‌پذیری بهبود یافته:
از آنجا که Microservices به شما امکان می‌دهند خدمات را به طور مستقل بالا یا پایین کنید، سهولت و هزینه مقیاس گذاری به طور چشمگیری کمتر از سیستم یکپارچه است. افزودن قابلیت‌های جدید معمولاً به معنای افزودن سرویس‌های گسسته است. علاوه بر این از کار انداختن مجدد کل برنامه، سرعت توسعه و هم ثبات برنامه را افزایش می‌دهد.

Microservices

•    جلوگیری از بروز نقص و عیب:
اگر یک Microservice از کار بیفتد، دیگر Microservices به احتمال زیاد به کار خود ادامه می‌دهند. این قسمت اصلی از طراحی معماری این خدمات است.

•    تصمیمات مقیاس سازی بهینه شده:
با استفاده از معماری‌های Microservice، می‌توان تصمیمات مقیاس بندی را در سطح کوچک‌تری اتخاذ کرد، بهینه‌سازی سیستم و سازمان‌دهی کارآمدتر را امکان‌پذیر می‌کند.

پیچیدگی موضعی معماری‌های Microservice به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد تا درباره خدمات به عنوان جعبه‌های سیاه فکر کنند. ارائه دهندگان خدمات باید پیچیدگی آنچه را که در خدمت آن‌ها است درک کنند. سایر دارندگان خدمات بدون اینکه نگران نحوه کار باشند، باید فقط بدانند که یک سرویس مبتنی بر زبان جاوا چه توانایی‌هایی را فراهم می‌کند. این تقسیم‌بندی دانش و پیچیدگی ایجاد شده و مدیریت برنامه‌های بزرگ را آسان می‌کند.

•    افزایش چابکی تجارت:
Microservices نسبتاً کوچک و ساده هستند و خرابی یک ریز سرویس فقط بر آن سرویس تأثیر می‌گذارد نه روی کل برنامه؛ بنابراین شرکت‌ها می‌توانند آزمایش‌های جدید، الگوریتم‌ها را اجرا کنند. ریز خدمات به شما آزادی آزمایش و " شکست سریع " را می‌دهند.

•    افزایش بهره‌وری توسعه دهنده:
عیب‌یابی ساده و نگهداری دلایلی هستند که باعث می‏شود استفاده از ساختار Microservice برای کدگذاری برای یک معماری یکپارچه آسان‌تر باشد، توسعه دهندگان می‌توانند هنگام عیب‌یابی کد گذاری و انجام تعمیر و نگهداری، بهره‌وری بیشتری داشته باشند.

تیم‌های توسعه کوچک‌تر و چابک‌تر. در سازمان‌های نرم افزاری مدرن، تیم‌ها اغلب توسط Microservices که روی آن‌ها کار می‌کنند، سازمان‌دهی می‌شوند. این تیم‌ها افراد کمتری را درگیر می‌کنند و آن‌ها بیشتر روی وظیفه متمرکز هستند.