Du monolithique aux microservices : quand, pourquoi et comment effectuer la transition

Vous devez réfléchir judicieusement avant de prendre des décisions sur la migration d'une application monolithique vers un équivalent de microservices. Négliger le bon moment pour passer à l'étape de la migration peut vous pousser loin derrière la concurrence.

Ces dernières années, le passage d'une architecture monolithique à une architecture de microservices est devenu une tendance populaire dans le développement de logiciels. Alors que les organisations cherchent à améliorer l'évolutivité et la flexibilité de leurs applications, le passage d'une architecture monolithique à une architecture de microservices est devenu une option de plus en plus populaire. Mais en quoi consiste exactement cette transition et pourquoi pourrait-elle être le bon choix pour votre organisation ?

Cet article explore les différences entre les architectures monolithiques, N-tiers et microservices. Il explique également quand et comment migrer vers une architecture de microservices.

Plongeons-nous !

Qu'est-ce que l'architecture monolithique ?

L'architecture monolithique est un modèle de conception logicielle dans lequel une application entière est construite comme une seule unité autonome. Dans une architecture monolithique, tous les composants de l'application, y compris l'interface utilisateur, la logique métier et le stockage des données, sont combinés en une seule base de code.

Avantages

• Simplicité : une architecture monolithique est facile à comprendre et à utiliser.
• Déploiement facile : Une application monolithique est une unité unique, ce qui facilite son déploiement.
• Amélioration des performances : la communication entre les composants d'une application monolithique est plus rapide, ce qui améliore les performances.
• Réduction des coûts : une architecture monolithique peut être moins coûteuse à développer que d'autres architectures.
• Familiarité : de nombreux développeurs connaissent les architectures monolithiques et peuvent préférer cette approche.

Les inconvénients

• Problèmes de flexibilité : la modification d'un composant peut affecter l'ensemble du système dans une architecture monolithique.
• Difficultés de mise à l'échelle : la mise à l'échelle d'une application monolithique nécessite la mise à l'échelle de l'ensemble du système.
• Coûts de maintenance plus élevés : la maintenance d'une architecture monolithique peut s'avérer coûteuse et chronophage à mesure que l'application se développe et devient plus complexe.
• Réutilisation limitée du code : il peut être difficile de réutiliser le code dans différentes parties de l'application dans une architecture monolithique.

Qu'est-ce que l'architecture multiniveau ?

Dans une architecture multi-niveaux, nous divisons un système en plusieurs couches ou niveaux. Ces couches fonctionnent ensemble pour remplir une fonction spécifique. Premièrement, chaque couche est responsable d'un aspect particulier du système. Ensuite, ils communiquent entre eux pour accomplir une tâche.

Globalement, cette architecture fonctionne sur la séparation des préoccupations et utilise des couches pour chaque tâche spécifique. Par exemple, l'image suivante montre une architecture à 3 niveaux pour une application MVC typique. La couche de modèle gère les sources de données et la vue sert de couche de présentation. Le contrôleur agit comme un gestionnaire entre le modèle et les couches de vue.

Avantages

• Sécurité améliorée : les différents niveaux d'application rendent plus difficile l'accès des attaquants aux données ou fonctionnalités sensibles.
• Meilleure évolutivité : les niveaux peuvent être mis à l'échelle indépendamment, ce qui facilite la gestion des augmentations d'utilisation ou de charge sur le système.
• Maintenabilité améliorée : la séparation des préoccupations dans une architecture multiniveau simplifie la maintenance et les mises à jour des différentes parties de l'application.
• Flexibilité accrue : L'architecture modulaire permet une plus grande flexibilité dans l'ajout ou la modification de fonctionnalités. De plus, les intégrations avec d'autres systèmes sont également plus faciles.
• Réutilisation améliorée du code : la conception en couches prend en charge la modularité. Vous pouvez utiliser la même couche de logique métier avec différentes couches de présentation.

Les inconvénients

• Complexité accrue : l'utilisation de plusieurs niveaux peut ajouter de la complexité au système, le rendant plus difficile à comprendre et à entretenir.
• Temps de développement accru : la création d'une architecture multiniveau peut prendre plus de temps qu'une architecture à un seul niveau en raison des couches supplémentaires et de la communication entre elles.
• Efforts de déploiement et de configuration accrus : le déploiement et la configuration d'un système multiniveau peuvent prendre plus de temps et être plus complexes qu'un système à niveau unique.
• Exigences accrues en matière de matériel et d'infrastructure : une architecture multiniveau peut nécessiter davantage de ressources matérielles et d'infrastructure pour fonctionner correctement.
• Efforts de test accrus : tester un système à plusieurs niveaux peut être plus complexe et prendre plus de temps en raison des couches supplémentaires et de la communication entre elles.

Qu'est-ce que l'architecture des microservices ?

L'architecture des microservices décompose une application en petits services indépendants qui communiquent via des API.

Cette approche permet une plus grande flexibilité et évolutivité, car chaque service peut être développé et déployé indépendamment. De plus, la mise à l'échelle vers le haut ou vers le bas selon la demande devient plus facile. Par conséquent, l'architecture de microservices est particulièrement bien adaptée aux environnements basés sur le cloud, où les ressources peuvent être rapidement allouées et désallouées selon les besoins.

Avantages

• Évolutivité : les microservices peuvent évoluer indépendamment, ce qui vous permet de mettre à l'échelle des parties spécifiques de votre application selon vos besoins.
• Résilience : si un microservice tombe en panne, les autres services peuvent continuer à fonctionner. Cela améliore la résilience globale de l'application.
• Modularité : vous pouvez développer, tester et déployer chaque microservice indépendamment. Par conséquent, la modification ou la mise à jour des services individuels devient plus facile à gérer.
• Flexibilité : avec les microservices, vous avez la possibilité de choisir différentes technologies pour différents services. Ainsi, il vous permet d'utiliser les meilleurs outils pour chaque travail.
• Facilité de déploiement : vous pouvez déployer des microservices indépendamment, ce qui facilite le déploiement de nouvelles versions de l'application.

Les inconvénients

• Complexité accrue : La gestion de plusieurs services indépendants peut être plus complexe.
• Besoins en ressources plus élevés : L'exécution de nombreux services peut nécessiter plus de ressources et d'infrastructure.
• Augmentation des frais généraux de communication : la communication entre les services nécessite des API.
• Complexité accrue des tests et du déploiement : tester et déployer de nombreux services peut être complexe.

Monolithique vs multi-niveaux vs microservices

Le tableau suivant résume toutes les principales différences : –

Du monolithique aux microservices : quel est le bon moment pour effectuer une transition ?

Il n'y a pas de réponse unique à cette question, car la décision de migrer d'une architecture monolithique vers une architecture de microservices dépendra des besoins et des objectifs spécifiques de votre application. Voici quelques facteurs à prendre en compte pour décider de faire ou non la transition :

• Taille et complexité de l'application : une architecture de microservices peut faciliter le développement et la maintenance si votre application est volumineuse et complexe, avec de nombreux composants interconnectés. Cependant, une architecture monolithique peut être suffisante si votre application est relativement petite et simple.
• Niveau d'évolutivité requis : si votre application doit évoluer rapidement et facilement pour répondre à l'évolution des demandes, une architecture de microservices peut constituer un meilleur choix. Comme les microservices peuvent évoluer indépendamment, vous pouvez faire évoluer des parties spécifiques de votre application selon vos besoins.
• Niveau de flexibilité requis : si vous devez pouvoir modifier ou mettre à jour des composants individuels de votre application sans affecter l'ensemble de l'application, une architecture de microservices peut être un meilleur choix. En effet, chaque microservice peut être développé, testé et déployé indépendamment.
• Ressources disponibles pour le développement et la maintenance : si vous disposez d'une grande équipe disposant des compétences et des ressources nécessaires pour développer et maintenir une architecture de microservices, cela peut être un bon choix pour votre application. Cependant, une architecture monolithique peut être plus gérable si votre équipe est petite ou n'a pas les compétences nécessaires.

Du monolithique aux microservices : les parcours réussis

En fin de compte, la décision de passer d'une architecture monolithique à une architecture de microservices dépendra des besoins et des objectifs spécifiques de votre application. Il est essentiel d'évaluer soigneusement les avantages et les inconvénients de chaque style architectural et de choisir celui qui répond le mieux aux besoins de votre application.

Vous pourriez vous attendre à des études de cas pratiques pour évaluer comment les grandes entreprises prennent des décisions de migration. Discutons des études de cas d'Amazon et de Netflix pour savoir comment ils ont identifié le bon moment pour la migration.

Etude de cas Amazon

Amazon est un géant de la vente au détail bien connu qui utilisait à l'origine une architecture monolithique pour son site Web. Cependant, à mesure que la base de code augmentait et que le nombre de développeurs travaillant sur la plate-forme augmentait, il devenait de plus en plus difficile de démêler les dépendances et d'apporter des modifications ou des mises à jour à la plate-forme. Cela a entraîné des retards de développement et des problèmes de codage et a également rendu difficile pour l'entreprise de faire évoluer la plate-forme pour répondre aux besoins de sa clientèle en croissance rapide.

Pour relever ces défis, Amazon a divisé ses applications monolithiques en applications plus petites, exécutées indépendamment et spécifiques à un service. Cela impliquait d'analyser le code source et d'extraire des unités de code qui servaient un objectif fonctionnel unique, de les encapsuler dans une interface de service Web et d'attribuer la propriété de chaque service à une équipe de développeurs.

L'approche des microservices a permis à Amazon d'apporter facilement des modifications et des mises à jour à sa plate-forme. De plus, cela permettait la mise à l'échelle à la demande de composants spécifiques. Malgré les défis liés à la transition, les avantages de l'architecture des microservices ont été considérables. La plate-forme de commerce électronique d'Amazon gère désormais plus de 2,5 milliards de recherches de produits par jour et comprend des millions de produits de centaines de milliers de vendeurs.

Étude de cas Netflix

Netflix est une entreprise très populaire et connue de nos jours. Il est disponible dans 190 pays et compte plus de 223 millions d'utilisateurs payants en 2022.

En 2008, Netflix a été confronté à une importante corruption de base de données, et le problème a persisté pendant 3 longs jours. C'est à ce moment que l'entreprise s'est rendu compte des problèmes de défaillances ponctuelles de conception monolithique. Ainsi, Netflix a progressivement migré d'une architecture monolithique à une architecture de microservices cloud en utilisant les services Web d'Amazon.

Netflix a mis des années à migrer ses applications orientées client et non orientées client. Pourtant, les avantages sont énormes. Les heures de visionnage mensuelles de l'entreprise ont été multipliées par 1000 entre 2008 et 2015, ce qui a entraîné des revenus et des bénéfices élevés.

Comment migrer manuellement votre application d'une architecture monolithique vers une architecture de microservices

Vous pouvez suivre plusieurs étapes pour la migration (manuelle) de votre application d'une architecture monolithique vers une architecture de microservices :

1. Identifiez les fonctionnalités métier de votre application : la première étape du processus de migration consiste à identifier les différentes fonctionnalités métier de votre application. Cette étape consiste à analyser si ces fonctionnalités peuvent être implémentées en tant que microservices indépendants.
2. Fractionner l'application en microservices : une fois que vous avez identifié les capacités commerciales de votre application, vous pouvez commencer à fractionner l'application en microservices. Cela peut impliquer de refactoriser la base de code pour séparer les différentes capacités en services indépendants.
3. Concevoir les interfaces entre les microservices : chaque microservice doit communiquer avec les autres microservices via des interfaces ou des API bien définies. Il est important de concevoir ces interfaces avec soin pour s'assurer qu'elles sont faciles à utiliser et à entretenir.
4. Implémenter les microservices : une fois que vous avez divisé l'application en microservices et conçu les interfaces entre eux, vous pouvez commencer à les implémenter. Cela peut impliquer la création de nouveaux services ou la refactorisation du code existant pour l'adapter à l'architecture des microservices.
5. Testez et déployez les microservices : une fois que vous avez implémenté les microservices, il est essentiel de les tester minutieusement pour vous assurer qu'ils fonctionnent comme prévu. Vous pouvez ensuite déployer les microservices en production, individuellement ou en groupe.
6. Migrer les données : si votre application utilise une base de données ou un autre système de stockage de données, vous devez migrer les données de l'application monolithique vers les microservices. De plus, vous devrez peut-être concevoir de nouveaux modèles de données ou refactoriser les données existantes pour les adapter à l'architecture des microservices.

Dans l'ensemble, la migration d'une architecture monolithique vers une architecture de microservices peut être complexe et chronophage. Il est essentiel de planifier et d'exécuter soigneusement la migration pour en assurer le succès.

Outils pratiques pour la migration monolithique vers des microservices

Il existe plusieurs outils qui peuvent aider au processus de décomposition d'une application monolithique en microservices. Par exemple, IBM Mono2Micro, Decomposition Tool et Decomposer sont les outils les plus populaires qui aident au processus de décomposition.

Ces outils fournissent un ensemble de mécanismes automatisés ou semi-automatisés pour identifier les microservices et refactoriser le code. De plus, ils aident à configurer et à gérer l'infrastructure nécessaire pour héberger les microservices.

Décomposition automatique pour la migration monolithique vers des microservices : une tendance futuriste

Le dernier boom de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique a révolutionné les approches traditionnelles de l'exécution de nos tâches. Ne serait-il pas merveilleux si les machines pouvaient effectuer les tâches complexes de décomposition monolithique en microservices ?

Bien qu'il puisse sembler facile d'utiliser l'IA pour aider à décomposer une application monolithique en microservices. Pourtant, c'est un chemin plein de défis. C'est pourquoi vous ne trouvez que quelques études complètes sur cette tâche.

Abdallah et. Al. ont proposé une approche d'apprentissage non supervisé pour la décomposition automatique des applications Web en microservices. Le schéma conceptuel suivant montre le fonctionnement global du processus d'auto-décomposition.

Le processus d'auto-décomposition suit trois étapes simples.

Étape 01 : Accéder aux journaux d'accès URI

Chaque page Web d'un site Web possède un identifiant de ressource uniforme (URI) unique. Heureusement, les serveurs Web hébergeant de telles applications conservent des journaux d'accès (par exemple, le temps de réponse et la taille du document) à ces URI. La première étape consiste à rassembler ces journaux d'accès.

Étape 02 : Appliquer l'algorithme de clustering ML

Un algorithme de clustering est une méthode d'apprentissage automatique non supervisée qui, étant donné un ensemble de points de données, crée K clusters ayant des points de données de nature similaire. Cet algorithme de clustering, lorsqu'il est alimenté avec les données historiques des journaux d'accès, crée des clusters d'URI ayant un temps d'accès et une taille de document de réponse similaires.

Étape 03 : Déploiement des clusters vers les microservices

Vous pouvez créer un microservice pour chaque cluster d'URI. Ensuite, vous pouvez déployer ces microservices sur n'importe quelle infrastructure cloud.

Remarque : Cette technique d'auto-décomposition est spécifique aux applications web monolithiques et n'est présentée que pour vous donner une idée des dernières tendances de l'époque.

Meilleures pratiques pour migrer d'une architecture monolithique vers une architecture de microservices

Voici quelques bonnes pratiques à suivre lors de la migration d'une architecture monolithique vers une architecture de microservices :

• Commencez petit : il est souvent préférable de commencer par migrer une petite partie autonome de l'application vers une architecture de microservices. Cela vous permet d'apprendre du processus et de faire les ajustements nécessaires avant de vous attaquer aux parties plus importantes de l'application.
• Identifiez les bons microservices : identifiez soigneusement les fonctionnalités métier de votre application. Il faut également déterminer si ces fonctionnalités peuvent être mises en œuvre en tant que microservices indépendants.
• Concevoir des interfaces claires : assurez-vous que les interfaces entre les microservices sont bien définies et faciles à utiliser. Cela facilitera le développement et la maintenance des microservices.
• Utiliser des conteneurs : les conteneurs peuvent faciliter le déploiement et la gestion des microservices, vous permettant de regrouper le microservice et ses dépendances dans une seule unité autonome.
• Utiliser une infrastructure compatible avec les microservices : pour prendre en charge une architecture de microservices, vous aurez besoin d'une infrastructure capable de gérer la complexité accrue et le trafic généré par les microservices. Cela peut impliquer l'utilisation de technologies telles que les maillages de services, les passerelles API et le traçage distribué.
• Testez soigneusement : testez minutieusement les microservices pour vous assurer qu'ils fonctionnent comme prévu et que les interfaces entre eux fonctionnent correctement.
• Surveiller et gérer les microservices : il est important de surveiller leurs performances et leur santé et de prendre les mesures appropriées en cas de problème. Cela peut impliquer l'utilisation d'outils tels que l'analyse des journaux, la surveillance des performances et le suivi des erreurs.

En bref, une planification et une exécution minutieuses sont la clé d'une migration réussie. En suivant ces meilleures pratiques, vous pouvez vous assurer que la migration se déroule sans heurts, remplissant l'objectif même.

Conclusion

L'architecture des microservices est l'architecture la plus flexible et la plus évolutive pour l'ère du cloud computing moderne. Il vous permet de mettre à l'échelle des parties spécifiques de l'application selon vos besoins et de modifier ou de mettre à jour des services individuels sans affecter l'ensemble de l'application. Cependant, il peut aussi être plus complexe à développer et à maintenir.

En fin de compte, le choix du style d'architecture dépendra des besoins et des objectifs spécifiques de votre application. Les facteurs à prendre en compte incluent la taille et la complexité de l'application, le niveau requis d'évolutivité et de flexibilité, ainsi que les ressources disponibles pour le développement et la maintenance.