A arquitetura de microsserviços é um estilo flexível, escalável e modular de desenvolvimento de aplicativos de software. Envolve a divisão de grandes aplicativos em pequenas partes independentes que executam funções específicas.
Geralmente, a arquitetura fornece uma estrutura para criar, atualizar, testar, implantar e manter cada serviço de forma independente. Dessa forma, permite que os desenvolvedores criem aplicativos como uma coleção de vários serviços autônomos.
A maioria dos aplicativos nativos de nuvem modernos são bons exemplos de microsserviços criados usando contêineres. Os contêineres compreendem um conjunto de todos os códigos, bibliotecas, executáveis, arquivos e outros recursos necessários para a execução de um microsserviço. Consequentemente, os desenvolvedores podem criar aplicativos sem se preocupar com dependências.
Fonte: microsoft.com
Hoje, empresas como Netflix, Amazon, Uber, eBay e outras mudaram de aplicativos monolíticos tradicionais para microsserviços. A mudança resultou em aplicativos mais amigáveis ao cliente e serviços confiáveis e aprimorados.
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Visão geral
À medida que as empresas continuam procurando maneiras de permanecer competitivas em um ambiente incerto e complexo, elas procuram maneiras de melhorar a eficiência. Em particular, os desenvolvedores de software estão adotando novos métodos para criar e manter aplicativos, adicionar recursos e muito mais.
Para isso, eles estão mudando da arquitetura monolítica para a arquitetura de microsserviços. E isso permite que eles criem aplicativos e novos recursos de maneira mais rápida e confiável. Além disso, desenvolvedores e empresas podem atualizar aplicativos regularmente usando equipes menores, multifuncionais e fracamente acopladas.
A arquitetura de microsserviços oferece suporte ao desenvolvimento e implantação contínuos de software. Cada equipe pode criar uma série de pequenas alterações e testar o aplicativo e os novos recursos mais rapidamente usando um pipeline de implantação automatizado.
Fonte: aws.amazon.com
Idealmente, a arquitetura supera a maioria dos desafios e limitações da arquitetura monolítica. Ao dividir os aplicativos grandes e complexos em unidades menores, fica mais fácil desenvolver aplicativos grandes e complexos como uma coleção de várias subunidades independentes.
Como funciona a arquitetura de microsserviços
A arquitetura de microsserviços é um estilo que permite aos desenvolvedores criar um aplicativo como uma coleção de serviços implantados de forma independente e fracamente acoplados. Cada serviço, de propriedade de uma pequena equipe especializada, é autônomo e se concentra em atender a uma função específica do negócio.
As equipes podem criar, implantar, modificar, testar e manter cada uma das unidades independentemente, sem afetar os outros serviços. Ao contrário de um aplicativo monolítico em que todos os serviços são agrupados em uma unidade sem limites, a arquitetura de microsserviços divide todas as funcionalidades de negócios em uma única unidade independente.
Cada microsserviço se concentra em uma função específica, como registro, faturamento, pesquisa, mensagens, etc. A combinação de vários microsserviços resulta em um único aplicativo com diferentes recursos. Embora alguns microsserviços possam executar uma determinada função de negócios individualmente, há momentos em que dois ou mais serviços trabalham juntos para realizar uma tarefa complexa maior.
Na arquitetura, os desenvolvedores podem dividir um aplicativo grande e complexo com base nos requisitos de negócios ou funcionais (verticalmente). Isso resulta em subunidades menores implantáveis independentemente.
Algumas operações requerem apenas um único microsserviço. No entanto, algumas operações complexas ou exigentes são distribuídas em vários microsserviços. Nesse caso, as subunidades se comunicam entre si usando chamadas de rede leves síncronas ou assíncronas, independentes de idioma, como REST, gRPC ou sistema de mensagens.
Além disso, os clientes não falam diretamente com os microsserviços. Em vez disso, eles usam gateways de API que encaminham a solicitação ao microsserviço apropriado.
Características de uma arquitetura de microsserviços
Cada microsserviço ou processo de aplicativo opera como um serviço separado e fracamente acoplado com sua lógica e dependências. E as equipes podem modificar, testar, atualizar, implantar e dimensionar o microsserviço sem afetar os outros no mesmo aplicativo.
Algumas características de uma arquitetura de microsserviços são:
- O aplicativo contém vários processos independentes implementáveis separados. No entanto, o sistema pode chamar vários microsserviços para atender a uma única solicitação do usuário.
- A arquitetura suporta dimensionamento granular e horizontal.
- Os microsserviços têm limites externos e não se comunicam internamente entre si. Em vez disso, eles se comunicam por meio de chamadas de rede leves, como RPC e mensagens.
- Compreende unidades especializadas e simples, cada uma das quais aborda uma função ou questão específica de negócios. Na maioria das vezes, cada equipe de desenvolvimento possui experiência em um componente específico.
- À medida que a demanda por mais funcionalidades aumenta, os desenvolvedores podem adicionar mais códigos que tornarão o aplicativo mais complexo. Nesse caso, as equipes podem dividi-lo em serviços mais independentes e fáceis de gerenciar.
Monolítico Vs. Arquiteturas de microsserviços
Em uma arquitetura monolítica, se a demanda por um recurso aumenta, os desenvolvedores devem escalar toda a arquitetura. Adicionar novos recursos ou modificar um aplicativo existente é complexo, demorado e caro.
Além disso, o impacto de uma falha em um componente pode afetar a disponibilidade de todo o aplicativo, especialmente quando os componentes ou processos dependem uns dos outros.
Algumas das principais desvantagens de um aplicativo monolítico incluem:
- Baixa confiabilidade, pois se um único componente falhar, todo o aplicativo não funcionará
- Não é facilmente flexível
- Difícil de escalar
- Desenvolvimento lento, pois um recurso deve ser construído primeiro antes de passar para a próxima etapa
- Não é adequado para aplicações grandes e complexas devido à sua inflexibilidade e desenvolvimento lento
Em uma arquitetura de microsserviços, componentes diferentes e independentes são usados para construir o aplicativo. Cada recurso ou microsserviço é executado como um serviço independente e, quando houver necessidade de adicionar ou modificar recursos, não é necessário atualizar toda a arquitetura. Em vez disso, você constrói apenas os componentes necessários.
Fonte: ibm.com
Isso permite que você atualize, implante, dimensione ou execute cada serviço de forma independente com base nas suas necessidades de negócios. Além disso, o impacto de uma falha em um componente é menor em comparação com um aplicativo monolítico onde tudo falha.
Benefícios da arquitetura de microsserviços
Os principais benefícios de uma arquitetura de microsserviços são:
#1. Escalonamento fácil e flexível de serviços
A arquitetura de microsserviços permite que os desenvolvedores dimensionem cada serviço de forma independente para atender às demandas exclusivas do recurso específico.
Com isso, as equipes não precisam escalar toda a aplicação. Em vez disso, eles focam apenas na unidade de maior demanda e, consequentemente, a escalam junto com sua infraestrutura associada.
#2. Melhor resiliência
Como os microsserviços são independentes e autocontidos, um problema com um serviço apenas degradará o aplicativo e não resultará em uma falha total. Os outros microsserviços bons continuarão operando e apenas o recurso afetado ficará indisponível.
Em uma arquitetura monolítica, um problema em um recurso provavelmente causará a falha de todo o aplicativo.
#3. Código reutilizável
Os desenvolvedores podem usar alguns módulos para executar vários processos. Por exemplo, um microsserviço que executa uma determinada tarefa também pode funcionar como um bloco de construção para outro serviço.
Dessa forma, os desenvolvedores podem criar recursos adicionais sem escrever um novo código do zero. Em vez disso, eles podem reutilizar parte do código para outro serviço.
Outros benefícios são:
- A arquitetura de microsserviços aproveita contêineres, computação sem servidor, DevOps e outras tecnologias modernas de desenvolvimento de software.
- Ele permite que os desenvolvedores criem e forneçam vários serviços simultaneamente.
- Capacidade de testar, solucionar problemas, atualizar ou remover certas funções sem afetar outras.
- Ciclos de desenvolvimento mais curtos e implantação mais rápida.
- Equipes de desenvolvimento menores
Desvantagens da Arquitetura de Microsserviços
A arquitetura de microsserviços oferece benefícios como permitir o desenvolvimento rápido, frequente e confiável de aplicativos grandes e complexos. No entanto, também tem algumas desvantagens e limitações.
- Para aplicativos grandes, pode haver desafios complexos de codificação entre os microsserviços.
- Gerenciar a segurança é um desafio à medida que o número de microsserviços aumenta e o aplicativo cresce. Na prática, a arquitetura resulta em um sistema amplamente distribuído com uma superfície de ataque maior, regras de acesso complexas e mais tráfego de rede para monitorar. Por exemplo, existem muitas portas expostas, APIs e outros componentes, de modo que as ferramentas de segurança e firewalls tradicionais não podem proteger adequadamente. Isso torna os microsserviços vulneráveis a DDoS, man-in-the-middle, cross-site scripting e outros ataques.
- A solução de problemas de aplicativos grandes e complexos se torna mais difícil à medida que eles crescem. Um grande número de módulos se comunicando entre si pode resultar em sobrecarga de comunicação devido ao aumento do tráfego de rede e das chamadas RPC.
- Um grande número de serviços, processos, contêineres, bancos de dados e outras partes móveis trazem as complexidades e desafios de um sistema distribuído.
- À medida que os aplicativos ficam maiores e mais complexos, é difícil garantir a segurança das transações.
Fonte: developers.redhat.com
A arquitetura de microsserviços permite que equipes menores desenvolvam serviços individuais fracamente acoplados. Para se manterem competitivas, as equipes precisam utilizar diversas ferramentas para dar suporte ao framework, automatizar algumas tarefas repetitivas e acelerar a implantação de apps e novas funcionalidades.
As ferramentas de microsserviços diferem em recursos e outros recursos. Como tal, a escolha depende das necessidades específicas e do que os desenvolvedores desejam alcançar.
Algumas ferramentas comuns incluem:
Casos de uso de arquitetura de microsserviços
Os microsserviços são ideais para vários setores e aplicações onde melhoram o desempenho e a eficiência. Abaixo estão alguns dos casos de uso comuns:
#1. Transmissão de dados
Quando há necessidade de transmitir e processar grandes quantidades de dados de uma ou várias fontes, os microsserviços podem ajudar a melhorar a eficiência e o desempenho.
#2. Aplicações Web Escaláveis
Embora alguns aplicativos da Web sejam geralmente monolíticos, o uso da arquitetura de microsserviços pode melhorar a escalabilidade e o desempenho.
#3. Aplicações da Internet das Coisas (IoT)
Os desenvolvedores de aplicativos IoT podem usar a arquitetura de microsserviços para criar os aplicativos. Isso permite que eles criem aplicativos pequenos, leves, implementáveis e gerenciáveis de forma independente.
ETL é uma tecnologia que extrai dados de uma ou várias fontes, transforma-os no formato desejado e os carrega em outro armazenamento de dados ou banco de dados. Os microsserviços podem ajudar a melhorar a escalabilidade e o desempenho de tais processos ETL.
Exemplos de empresas que utilizam a arquitetura de microsserviços
Algumas das principais empresas de tecnologia que adotaram microsserviços incluem;
Amazonas
A Amazon é um dos principais promotores da arquitetura de microsserviços. À medida que a empresa e a base de clientes cresciam, o aplicativo monolítico que eles tinham tornou-se instável e pouco confiável.
Para resolver isso, eles mudaram para os microsserviços, que agora garantem manutenção mais fácil, adição de novos recursos e manutenção de serviços independentes individuais, evitando assim interrupções completas.
Além de usar microsserviços no site de compras da Amazon, eles também oferecem uma infraestrutura, o Amazon Web Services (AWS), onde as empresas podem construir, hospedar e gerenciar os microsserviços.
Uber
Inicialmente, o Uber contava com um aplicativo monolítico adequado para uma cidade onde oferecia serviços. No entanto, à medida que a empresa entrava em novos mercados e regiões, o aplicativo não conseguia oferecer suporte aos usuários com eficiência.
Para garantir serviços confiáveis, o Uber mudou para a arquitetura baseada em microsserviços para determinados recursos, como gerenciamento de viagens, gerenciamento de passagens etc.
Fonte: uber.com
Netflix
Com os microsserviços, a Netflix conseguiu superar os desafios de escalabilidade que enfrentava à medida que a base de clientes crescia.
Ele usa mais de 500 microsserviços baseados em nuvem para processar cerca de 2 bilhões de solicitações diariamente. Além de melhorar a confiabilidade e a disponibilidade, a arquitetura de microsserviços reduziu o custo do streaming.
Palavras Finais
A arquitetura de microsserviços oferece diversos benefícios em relação aos sistemas monolíticos. Isso inclui implantação mais rápida de aplicativos e recursos, alta flexibilidade e escalabilidade, resiliência e muito mais.
No entanto, também apresenta algumas desvantagens e pode não ser adequado para todas as aplicações. Por exemplo, pode não ser econômico para aplicações menores.
Além disso, à medida que os aplicativos crescem em tamanho e recursos, é mais difícil e caro construir, implantar e testar as subunidades, especialmente se distribuídas em diferentes nuvens e ambientes de rede.
Portanto, é vital avaliar e entender os benefícios e contras da arquitetura de microsserviços antes de adotar a tecnologia.
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