Która architektura jest lepsza dla dużego projektu e-commerce: monolityczna czy mikrousługowa?

Istnieją dwa różne sposoby tworzenia struktury witryny internetowej – monolityczna i mikroserwisowa. Jeśli jesteś programistą lub osobą odpowiedzialną za stworzenie sklepu internetowego, ten artykuł jest dla Ciebie. Andrew, dyrektor ds. technologii Simtech Development, wyjaśni cechy, zalety i wady każdego podejścia. Ten artykuł pomoże Ci również zdecydować, które podejście jest najlepsze dla Twojej firmy.

Sposób, w jaki budujesz aplikację, przypomina podstawę domu. Jest to niezwykle ważne, ponieważ decyduje o tym, jak wszystko do siebie pasuje i jak różne części systemu współpracują ze sobą. Sposób, w jaki zdecydujesz się zbudować aplikację, ma duży wpływ na jej działanie, niezawodność i stopień jej rozwoju.

Różnica między architekturą monolityczną a mikrousługami

Kiedy mówimy o architekturze, mamy na myśli sposób budowania aplikacji. W architekturze monolitycznej cała baza danych, logika biznesowa i interfejs użytkownika są połączone w jedną bazę kodu. Z drugiej strony w modelu mikrousługowym każdy komponent stanowi samodzielną aplikację z własnym zestawem plików, bibliotek, konfiguracji, zasobów i oczywiście kodu.

Przyjrzyjmy się każdemu z tych podejść.

Monolityczna architektura aplikacji

W przeszłości powszechnie stosowano architekturę monolityczną. Ważne jest zbadanie jego mocnych i słabych stron, aby uzyskać wiedzę niezbędną do projektowania i budowania nowych systemów. Wraz z pojawieniem się mikrousług niezwykle ważne jest zrozumienie różnic między architekturą monolityczną i jej wpływu na decyzje dotyczące projektowania i rozwoju systemu.

Co to jest architektura monolityczna?

Architektura monolityczna ma miejsce, gdy aplikacja jest zbudowana jako pojedyncza jednostka z jedną bazą kodu. Możesz wchodzić w interakcję z usługą za pomocą interfejsu API lub interfejsu internetowego. Jeśli chodzi o e-commerce, większość sklepów internetowych jest zbudowana w ten sposób. Tego typu architektura istnieje już od 1990-2010 roku i wielu przedsiębiorców wykorzystuje ją w swoich witrynach internetowych już od dłuższego czasu.

Zalety architektury monolitycznej

Architektury monolitycznej, zwanej także monousługami, nie należy odrzucać jako przestarzałej w projektowaniu stron internetowych. Decyzja Shopify o zastosowaniu tego podejścia pokazuje jego ciągłe znaczenie. Jakie są zalety tej metody?

Łatwość programowania i wsparcia technicznego

Dzięki architekturze monolitycznej możesz szybko rozpocząć projekt, a później łatwo dodać niezbędne funkcje. Programista nie musi się martwić o komunikację pomiędzy różnymi częściami systemu, ponieważ wszystko znajduje się w jednym repozytorium.

Uproszczone wdrażanie

Oprogramowanie jest instalowane i obsługiwane na jednym serwerze lub maszynie wirtualnej, dzięki czemu jego wydanie, instalacja i aktywacja są łatwe i szybkie.

Prosta komunikacja

W architekturze monolitycznej komponenty komunikują się ze sobą bezpośrednio, bez korzystania ze zdalnych wywołań procedur (RPC) lub komunikacji między procesami (IPC). Ta duża szybkość interakcji gwarantuje, że witryna działa na wysokim poziomie.

Zmienność skalowania

Dzięki architekturze monolitycznej możesz zwiększyć i ulepszyć swoją aplikację na dwa sposoby. Po pierwsze, możesz dodać do niego więcej zasobów, co nazywa się skalowaniem w poziomie. Po drugie, można poprawić wydajność serwera i samej aplikacji, co nazywa się skalowaniem w pionie.

Łatwe aktualizacje

Jeśli chodzi o aktualizację programu, może ona być prostsza w przypadku architektury monolitycznej w porównaniu z architekturą mikrousług. Dzieje się tak dlatego, że w pierwszym przypadku wystarczy zaktualizować tylko jedną bazę kodu, podczas gdy w drugim przypadku należy zaktualizować bazę każdej pojedynczej mikrousługi.

Wysoka wiedza zespołowa

Kiedy zespół programistów pracuje z monolitycznym stosem technologii i używa tylko jednego języka programowania, z każdym dniem doskonali swoje umiejętności i staje się prawdziwymi profesjonalistami. Nie ma znaczenia, czy zespół składa się z pracowników o różnym poziomie umiejętności, ponieważ doświadczeni starsi specjaliści pomagają doskonalić się średnim specjalistom, a swoją wiedzę i doświadczenie przekazują młodszym. Oznacza to, że właściciel firmy może zatrudnić zespół składający się z pracowników różnych szczebli.

Wady architektury monolitycznej

Architektura monolityczna sprawia, że ​​witryna jest przyjazna dla użytkownika, ale ma też wady. Rozpoznanie ograniczeń i trudności tego typu architektury może pomóc w podejmowaniu świadomych decyzji dotyczących skalowalności systemu, konserwacji i przyszłych wysiłków rozwojowych. Teraz przyjrzyjmy się wadom bardziej szczegółowo!

Stopniowe komplikowanie struktury projektu

W miarę jak projekt rozrasta się i ewoluuje w czasie, trudno jest określić, które części kodu odpowiadają za określone funkcjonalności. Prowadzi to do sytuacji, w której w celu opracowania nowej funkcjonalności konieczna jest zmiana różnych bloków funkcjonalnych.

Wysoka podatność

W architekturze monolitycznej w zasadzie nie ma separacji: jeśli jeden z dodatków napotka problem lub błąd, może to spowodować spowolnienie lub całkowite zatrzymanie działania całego programu. Incydenty te mogą prowadzić do przerw w świadczeniu usług i potencjalnie mieć wpływ na wszystkich aktualnie aktywnych użytkowników.

Ograniczona skalowalność

W systemie monolitycznym poszczególne elementy nie mogą być rozbudowywane oddzielnie. Przykładowo, jeśli funkcje komunikacyjne aplikacji spowalniają się na skutek zwiększonego ruchu, trzeba przeznaczyć dodatkowe zasoby dla całego monolitu. Może nie jest to najbardziej efektywny sposób wykorzystania pojemności, ale nie ma innych dostępnych opcji.

Trudne w utrzymaniu

Aplikacje monolityczne mogą być dość przytłaczające i trudne w obsłudze ze względu na obszerną bazę kodu. Wyobraź sobie scenariusz, w którym nowy programista dołącza do projektu i otrzymuje zadanie dodania nowej funkcji. Jednakże stają przed trudnym zadaniem poruszania się po ogromnej liczbie 10 tysięcy linii kodu w bazie danych. Trudno oszacować, ile czasu programista musiałby poświęcić na wdrożenie pozornie prostego zadania.

Brak wyboru technologicznego

Możliwości aplikacji monolitycznych są ograniczone stosem technologii używanym podczas opracowywania i wdrażania aplikacji. Gdy witryna oparta jest na jednym języku programowania lub frameworku, używanie innych języków lub frameworków będzie albo trudne, albo niemożliwe.

Zatem w architekturze monolitycznej wszystkie dodatki i funkcje są ze sobą powiązane. Aplikacja zbudowana jest jako pojedyncza jednostka, której komponenty przypominają ogniwa w zamkniętym łańcuchu. Powiązania między nimi są tak silne, że najmniejsza zmiana będzie miała wpływ na działanie całej aplikacji.

Monolith jest idealnym rozwiązaniem dla tych, którzy potrzebują szybko i stosunkowo łatwo opracować aplikację. Zadanie zostanie znacznie uproszczone, jeśli Twoja firma posiada dział IT lub możesz powierzyć to zadanie firmie informatycznej skupiającej się na rozwoju e-commerce.

Architektura aplikacji mikroserwisowej

Przyjrzyjmy się teraz innemu sposobowi projektowania aplikacji. Mamy na myśli mikrousługi, które są całkowitym przeciwieństwem architektur monolitycznych.

Czym są mikrousługi?

Architektura mikrousługowa to rodzaj aplikacji składającej się z oddzielnych i niezależnych komponentów lub usług. Każdy komponent ma własną logikę, bazę danych i język kodu i komunikuje się ze sobą za pośrednictwem sieci przy użyciu technologii, która nie jest specyficzna dla żadnego konkretnego protokołu.

Zalety mikrousług

Około dziesięć lat temu architektura mikrousług pojawiła się jako alternatywa dla systemów monolitycznych. Deweloperzy uważają mikrousługi za atrakcyjne, ponieważ każda usługa koncentruje się na konkretnym zadaniu, umożliwiając pracę nad nimi oddzielnym grupom ekspertów. Popularne firmy, takie jak Netflix, Uber, Airbnb i Amazon, przyjęły to podejście w swoich witrynach internetowych. Przyjrzyjmy się teraz zaletom, jakie mikrousługi oferują programistom.

Wysoka prędkość rozwoju i wdrażania nowych funkcjonalności

Mikrousługi umożliwiają programistom niezależną pracę nad poszczególnymi usługami, bez uzależnienia od innych. Zapoznanie się z aplikacją jest procesem szybkim, trwającym zaledwie kilka dni. Specjalista otrzymuje zadanie, błyskawicznie się w nie angażuje, tworzy wersję produktu, dokładnie ją testuje i wydaje.

Brak ograniczeń w stosie technologii

Mikrousługi umożliwiają wykorzystanie różnorodnych technologii i języków programowania. Na przykład możesz mieć jedną mikrousługę napisaną w Javie, a drugą w Pythonie.

Wysoka skalowalność

Architektura mikrousług polega na podzieleniu aplikacji na mniejsze, samodzielne części, które mają odrębne funkcje. Umożliwia to łatwe skalowanie i zarządzanie zasobami każdego pojedynczego komponentu.

Wysoka wydajność aplikacji

Gdy więcej osób korzysta z aplikacji lub wysyła żądania, możesz dodać mikrousługi, umieszczając je na większej liczbie serwerów. Ułatwia to obsługę obciążenia i rozłożenie ruchu.

Oszczędności na zatrudnianiu pracowników

Zaletą mikrousług jest możliwość delegowania niektórych zadań do źródeł zewnętrznych. Pozwala to na większą elastyczność w zakresie technologii i specjalistycznej wiedzy. Co to zatem oznacza dla firm? Oznacza to, że mogą obniżyć koszty związane z zatrudnianiem i kontraktowaniem personelu.

Wady mikrousług

Jeśli chodzi o podjęcie decyzji, czy skorzystać z mikrousług, czy nie, kluczowe znaczenie ma zrozumienie ich wad. Pomaga architektom i deweloperom ocenić, czy ta architektura jest odpowiednia dla specyficznych wymagań i ograniczeń ich projektu. Mając świadomość tych wyzwań, organizacje mogą podjąć proaktywne działania, aby im sprostać i zminimalizować wszelkie potencjalne ryzyko, które mogłoby mieć wpływ na rozwój i działanie systemu. Wiedza ta pomaga również w lepszym planowaniu niezbędnych umiejętności, narzędzi i infrastruktury. Zagłębmy się teraz w negatywne aspekty mikroserwisów.

Wysokie koszty rozwoju

Tworzenie, rozwijanie i wspieranie mikroserwisów wymaga przyzwoitych środków finansowych. Trzeba wziąć pod uwagę wydatki na wynajem serwerów czy korzystanie z chmury obliczeniowej, zakup licencji na oprogramowanie, konfigurowanie licznych integracji i konfigurację komunikacji pomiędzy usługami.

Złożoność rozwoju i utrzymania

Opracowanie architektury mikroserwisowej, szczególnie w obszarze e-commerce, jest bardziej złożone technicznie niż budowanie aplikacji monolitycznej. Polega na koordynowaniu, harmonizowaniu danych i monitorowaniu działania poszczególnych usług indywidualnie i całościowo. Może to skutkować większą liczbą luk w zabezpieczeniach i wymagać długiego czasu na testowanie i debugowanie każdego komponentu. Rozważmy taki scenariusz: jedna mikrousługa ulega awarii. Specjaliści IT natychmiast stają przed licznymi pytaniami:

• Jak mogę teraz wymieniać dane z innymi usługami?

• Jak odzyskać utracone informacje?

• Jak będą działać inne komponenty, jeśli ich dane będą opierać się na uszkodzonej usłudze?

Aby poradzić sobie z takimi sytuacjami, właściciel firmy będzie potrzebował doświadczonego zespołu wysoko wykwalifikowanych inżynierów DevOps, którzy posiadają dogłębną wiedzę na temat logiki stojącej za każdą mikrousługą.

Zwiększone obciążenie infrastruktury

Gdy każda usługa w architekturze potrzebuje własnych zasobów, może to znacznie obciążyć system. Może to spowodować spowolnienie działania witryny, wydłużenie przetwarzania żądań, a nawet spowodować problemy z dostępnością usług.

Groźba utraty danych

Wysyłając dane z jednego mikroserwisu do drugiego za pomocą protokołu IP, istnieje ryzyko, że część informacji może zostać utracona. Łączenie dzienników jednej maszyny z dziennikami żądań innej maszyny będzie wymagało od zespołu inżynierów DevOps włożenia czasu i wysiłku. Muszą upewnić się, że połączenia między usługami są odpowiednio skonfigurowane i monitorować przesyłanie danych, aby mieć pewność, że informacje pozostaną bezpieczne i nienaruszone.

Wysokie koszty deweloperów

Stworzenie mikroserwisu wymaga wykwalifikowanego zespołu specjalistów, którzy biegle władają różnymi językami programowania oraz posiadają wiedzę na temat technologii i narzędzi potrzebnych do rozwoju i utrzymania architektury. Zasadniczo architektura mikrousług polega na podzieleniu aplikacji na komponenty, z których każdy ma swoją własną specyficzną funkcję i zdolność do niezależnego działania. Usługi te komunikują się ze sobą za pośrednictwem interfejsów API i można je niezależnie opracowywać, wdrażać i skalować. Mikrousługi są szczególnie odpowiednie dla firm internetowych, które chcą realizować projekty na dużą skalę na poziomie krajowym lub międzynarodowym. Niezbędne jest posiadanie zespołu specjalistów IT o zróżnicowanej wiedzy i kompetencjach technologicznych. Alternatywnie, outsourcing zespołu jest również opcją.

Architektura hybrydowa

Architektura hybrydowa, często spotykana w projektach e-commerce, łączy w sobie zarówno mikroserwisy, jak i monolit. Występuje w dwóch różnych wersjach.

Monolit hybrydowy

Główna część aplikacji jest zbudowana jako pojedyncza jednostka, ale niektóre sekcje aplikacji są rozwijane jako osobne usługi. Na przykład witrynę internetową można utworzyć jako jedną całość, a aplikację mobilną można zaprojektować jako odrębną usługę. Podejście to łączy w sobie prostotę programowania z możliwością skalowania określonych części aplikacji.

Moduły mikroserwisów

Aplikacja monolityczna ma miejsce wtedy, gdy duża aplikacja jest podzielona na mniejsze komponenty funkcjonalne zwane mikrousługami. Jednak niektóre funkcje lub usługi nadal pozostają w głównej aplikacji. Z drugiej strony architektura hybrydowa łączy w sobie zalety podejścia monolitycznego i mikrousługowego. Jest powszechnie używany do stopniowego przechodzenia z architektury monolitycznej do architektury mikrousługowej. Na przykład obecnie współpracujemy z federalną siecią sklepów optycznych. Sklep internetowy został zbudowany ponad 10 lat temu w oparciu o architekturę monolityczną.

W ostatnim czasie wystąpiły problemy z komunikacją pomiędzy systemami księgowymi sklepu i magazynu, co spowodowało awarię serwisu. Aby rozwiązać ten problem, właściciele firm zwrócili się do Simtech Development i omówili możliwość przejścia na architekturę mikrousług. Wierzyli, że to nowoczesne rozwiązanie pomoże rozwiązać problemy, z którymi się borykają. Podczas spotkania rozmawialiśmy także o planach Klienta dotyczących rozwoju biznesu. Wyrazili chęć uruchomienia w ciągu najbliższych kilku lat marketplace, który również miałby być zbudowany w oparciu o mikroserwisy.

Teraz nadszedł czas, aby wszystko uporządkować

Mikrousługi mogą cieszyć się dużym zainteresowaniem, ale to nie znaczy, że są rozwiązaniem w każdej sytuacji. Należy pamiętać, że samo przeprojektowanie architektury nie rozwiąże automatycznie wszystkich problemów. Zamiast przechodzić przez pracochłonny i kosztowny proces przechodzenia z jednej platformy na drugą, dlaczego nie rozważyć zbudowania małego mikrousługi obok swojego monolitu? W ten sposób możesz wyprowadzić część danych do mikroserwisu i nawiązać komunikację między komponentami, nie komplikując wszystkiego zbytnio.

Weźmy na przykład klienta, który chce uruchomić marketplace z 20 tysiącami produktów w swoim katalogu. W takim przypadku korzystanie z mikrousług może nie być praktyczne lub konieczne. Strona nie będzie wymagała tak dużej wydajności ani dużego zespołu programistów z inżynierami DevOps. Po co więc płacić więcej za coś, czego tak naprawdę nie potrzebujesz?

Budowa monolitycznego rynku może zająć od sześciu miesięcy do całego roku, natomiast zbudowanie strony internetowej przy użyciu mikroserwisów zajmie dwa razy więcej czasu. Istnieje znaczne ryzyko konfrontacji z silną konkurencją na rynku.

Uruchamiając stronę internetową, lepiej zacząć od minimalnego, wykonalnego produktu. Ta podstawowa wersja pozwala przetestować opłacalność projektu i zebrać opinie klientów. Odpowiadając na wszelkie zastrzeżenia i dostosowując swoją strategię, możesz z powodzeniem dostosowywać i stopniowo dodawać kolejne funkcje do witryny.

Co działa najlepiej dla Ciebie?

Decydując się na architekturę dla swojego projektu, ważne jest, aby wziąć pod uwagę swoje oczekiwania w zakresie ruchu, integracji z systemami księgowymi i skalowalności. Oto kilka czynników, o których warto pomyśleć. W przypadku sklepów internetowych lub platform handlowych o prostej i scentralizowanej strukturze, wdrażających projekt na jednym serwerze i kładących nacisk na łatwy rozwój i wsparcie techniczne, odpowiednia jest monolityczna architektura aplikacji. Jest to szczególnie prawdziwe, jeśli chcesz szybko wprowadzić na rynek minimalnie opłacalny produkt (MVP) bez skomplikowanych integracji i wielu usług.

Z drugiej strony, jeśli spodziewasz się dużego ruchu i zamówień, masz w swoich komponentach mieszankę różnych technologii i potrzebujesz nie tylko standardowych integracji z usługami stron trzecich, ale także bardziej skomplikowanych, takich jak systemy zwrotów i wymian, zarządzanie mediami społecznościowymi, kampaniami reklamowymi i programami lojalnościowymi, wówczas bardziej odpowiednia będzie architektura mikrousług. Jest to szczególnie istotne w przypadku projektów na skalę Airbnb.

Wniosek

Kiedy pracujesz nad dużym projektem e-commerce, ważne jest, aby pomyśleć o tym, jak chcesz zaprojektować swoją witrynę internetową. Możesz wybierać pomiędzy architekturą mikrousługową lub monolityczną, każda ma swoje zalety i wady. Mikrousługi oferują skalowalność, elastyczność i możliwość korzystania z różnych technologii. Jednak dla programistów może być wyzwaniem komunikacja między różnymi komponentami i konserwacja systemu. Z drugiej strony monolity są prostsze i wydajniejsze w zagospodarowaniu. Świetnie nadają się do tworzenia minimalnie opłacalnych produktów (MVP). Należy jednak wziąć pod uwagę, że mogą mieć trudności ze skalowalnością i wdrożeniem.

Decyzję o wyborze pomiędzy architekturą monolityczną a architekturą mikrousługową należy do Ciebie. Weź pod uwagę takie czynniki, jak budżet Twojej firmy, skala i złożoność projektu, potrzeba dostępności i skalowalności, wiedza specjalistyczna Twojego zespołu IT oraz to, czy chcesz zlecić części lub całość prac programistycznych na zewnątrz. Jeśli potrzebujesz pomocy, skontaktuj się ze specjalistami z Simtech Development. Mogą udzielić wskazówek dotyczących najodpowiedniejszej architektury dla Twojego biznesu internetowego i pomóc w zbudowaniu sklepu internetowego lub platformy handlowej zgodnej z najlepszymi praktykami branżowymi.