Monolítico para microsserviços: quando, por que e como fazer a transição

Você deve pensar com sabedoria antes de tomar decisões sobre a migração de um aplicativo monolítico para um equivalente de microsserviços. Negligenciar o momento certo para dar o passo de migração pode deixá-lo muito atrás da concorrência.

Nos últimos anos, a mudança da arquitetura monolítica para microsserviços tornou-se uma tendência popular no desenvolvimento de software. À medida que as organizações buscam melhorar a escalabilidade e a flexibilidade de seus aplicativos, a mudança de uma arquitetura monolítica para uma arquitetura de microsserviços tornou-se uma opção cada vez mais popular. Mas o que exatamente é essa transição e por que ela pode ser a escolha certa para sua organização?

Este artigo explora as diferenças entre arquiteturas monolíticas, de N camadas e de microsserviços. Ele também discute quando e como migrar para uma arquitetura de microsserviços.

Vamos mergulhar!

O que é a Arquitetura Monolítica?

A arquitetura monolítica é um padrão de design de software no qual um aplicativo inteiro é construído como uma unidade única e independente. Em uma arquitetura monolítica, todos os componentes do aplicativo, incluindo a interface do usuário, lógica de negócios e armazenamento de dados, são combinados em uma única base de código.

Prós

• Simplicidade: Uma arquitetura monolítica é fácil de entender e trabalhar.
• Implantação fácil: um aplicativo monolítico é uma unidade única, facilitando a implantação.
• Desempenho aprimorado: a comunicação entre os componentes em um aplicativo monolítico é mais rápida, levando a um desempenho aprimorado.
• Economia de custos: uma arquitetura monolítica pode ser mais barata de desenvolver do que outras arquiteturas.
• Familiaridade: muitos desenvolvedores estão familiarizados com arquiteturas monolíticas e podem preferir essa abordagem.

Contras

• Problemas de flexibilidade: a alteração de um componente pode afetar todo o sistema em uma arquitetura monolítica.
• Dificuldades de dimensionamento: dimensionar um aplicativo monolítico requer dimensionar todo o sistema.
• Custos de manutenção mais altos: manter uma arquitetura monolítica pode ser caro e demorado à medida que o aplicativo cresce e se torna mais complexo.
• Reutilização de código limitada: pode não ser fácil reutilizar o código em diferentes partes do aplicativo em uma arquitetura monolítica.

O que é a arquitetura multicamada?

Na arquitetura multicamadas, dividimos um sistema em várias camadas ou níveis. Essas camadas trabalham juntas para executar uma função específica. Primeiro, cada camada é responsável por um aspecto particular do sistema. Então, eles se comunicam entre si para realizar uma tarefa.

No geral, essa arquitetura trabalha na separação das preocupações e usa camadas para cada tarefa específica. Por exemplo, a imagem a seguir mostra uma arquitetura de 3 camadas para um aplicativo MVC típico. A camada de modelo lida com as fontes de dados e a exibição serve como camada de apresentação. O controlador atua como um manipulador entre o modelo e as camadas de exibição.

Prós

• Segurança aprimorada: diferentes níveis de aplicativos dificultam o acesso de invasores a dados ou funcionalidades confidenciais.
• Melhor escalabilidade: as camadas podem ser dimensionadas de forma independente, facilitando o gerenciamento de aumentos de uso ou carga no sistema.
• Capacidade de manutenção aprimorada: a separação de interesses em uma arquitetura multicamada simplifica a manutenção e as atualizações de diferentes partes do aplicativo.
• Flexibilidade aprimorada: A arquitetura modular permite maior flexibilidade na adição ou alteração de funcionalidades. Além disso, as integrações com outros sistemas também são facilitadas.
• Reutilização de código aprimorada: o design em camadas oferece suporte à modularidade. Você pode usar a mesma camada de lógica de negócios com diferentes camadas de apresentação.

Contras

• Maior complexidade: o uso de várias camadas pode adicionar complexidade ao sistema, tornando-o mais difícil de entender e manter.
• Aumento do tempo de desenvolvimento: a construção de uma arquitetura multicamada pode levar mais tempo do que uma arquitetura de camada única devido às camadas adicionais e à comunicação entre elas.
• Esforços de implantação e configuração aumentados: a implantação e configuração de um sistema multicamada pode ser mais demorada e complexa do que um sistema de camada única.
• Maiores requisitos de hardware e infraestrutura : uma arquitetura multicamadas pode exigir mais recursos de hardware e infraestrutura para funcionar corretamente.
• Esforços de teste aumentados: testar um sistema multicamadas pode ser mais complexo e demorado devido às camadas adicionais e à comunicação entre elas.

O que é Arquitetura de Microsserviços?

A arquitetura de microsserviços divide um aplicativo em pequenos serviços independentes que se comunicam por meio de APIs.

Essa abordagem permite maior flexibilidade e escalabilidade, pois cada serviço pode ser desenvolvido e implantado de forma independente. Além disso, torna-se mais fácil aumentar ou diminuir de acordo com a demanda. Portanto, a arquitetura de microsserviços é particularmente adequada para ambientes baseados em nuvem, onde os recursos podem ser rapidamente alocados e desalocados conforme necessário.

Prós

• Escalabilidade: os microsserviços podem ser dimensionados de forma independente, o que permite dimensionar partes específicas do seu aplicativo conforme necessário.
• Resiliência: Se um microsserviço falhar, os outros serviços podem continuar funcionando. Isso melhora a resiliência geral do aplicativo.
• Modularidade: você pode desenvolver, testar e implantar cada microsserviço de forma independente. Portanto, modificar ou atualizar os serviços individuais torna-se mais gerenciável.
• Flexibilidade: com microsserviços, você tem flexibilidade para escolher diferentes tecnologias para diferentes serviços. Assim, permite utilizar as melhores ferramentas para cada trabalho.
• Facilidade de implantação: você pode implantar microsserviços de forma independente, o que facilita a implantação de novas versões do aplicativo.

Contras

• Maior complexidade : o gerenciamento de vários serviços independentes pode ser mais complexo.
• Requisitos de recursos mais altos : a execução de muitos serviços pode exigir mais recursos e infraestrutura.
• Aumento da sobrecarga de comunicação : a comunicação entre os serviços requer APIs.
• Maior complexidade de teste e implantação : testar e implantar muitos serviços pode ser complexo.

Monolítico x multicamadas x microsserviços

A tabela a seguir resume todas as principais diferenças: –

Monolítico para microsserviços: qual é o momento certo para fazer uma transição

Não há uma resposta única para essa pergunta, pois a decisão de migrar de uma arquitetura monolítica para uma arquitetura de microsserviços dependerá das necessidades e objetivos específicos de seu aplicativo. Aqui estão alguns fatores a considerar ao decidir se deve fazer a transição:

• Tamanho e complexidade do aplicativo: uma arquitetura de microsserviços pode facilitar o desenvolvimento e a manutenção se o seu aplicativo for grande e complexo, com muitos componentes interconectados. No entanto, uma arquitetura monolítica pode ser suficiente se seu aplicativo for relativamente pequeno e simples.
• Nível necessário de escalabilidade: se o seu aplicativo precisar ser dimensionado com rapidez e facilidade para atender às demandas em constante mudança, uma arquitetura de microsserviços pode ser uma escolha melhor. Como os microsserviços podem ser dimensionados independentemente, você pode dimensionar partes específicas de seu aplicativo de acordo com sua necessidade.
• Nível de flexibilidade necessário: se você precisar modificar ou atualizar componentes individuais de seu aplicativo sem afetar todo o aplicativo, uma arquitetura de microsserviços pode ser uma escolha melhor. Isso ocorre porque cada microsserviço pode ser desenvolvido, testado e implantado de forma independente.
• Recursos disponíveis para desenvolvimento e manutenção: Se você possui uma grande equipe com habilidades e recursos para desenvolver e manter uma arquitetura de microsserviços, pode ser uma boa escolha para sua aplicação. No entanto, uma arquitetura monolítica pode ser mais gerenciável se sua equipe for pequena ou não tiver as habilidades necessárias.

Monolítico para microsserviços: as jornadas bem-sucedidas

Por fim, a decisão de fazer a transição de uma arquitetura monolítica para uma arquitetura de microsserviços dependerá das necessidades e objetivos específicos de seu aplicativo. É essencial avaliar cuidadosamente os prós e contras de cada estilo arquitetônico e escolher aquele que melhor atende às necessidades de sua aplicação.

Você pode esperar estudos de caso práticos para avaliar como grandes empresas tomam decisões de migração. Vamos discutir os estudos de caso da Amazon e Netflix para saber como eles identificaram o momento certo para a migração.

Estudo de caso amazônico

A Amazon é uma gigante do varejo bem conhecida que originalmente usava uma arquitetura monolítica para seu site. No entanto, à medida que a base de código cresceu e o número de desenvolvedores trabalhando na plataforma aumentou, tornou-se cada vez mais difícil separar as dependências e fazer alterações ou atualizações na plataforma. Isso levou a atrasos no desenvolvimento e desafios de codificação e também tornou difícil para a empresa dimensionar a plataforma para atender às necessidades de sua base de clientes em rápido crescimento.

Para enfrentar esses desafios, a Amazon dividiu seus aplicativos monolíticos em aplicativos específicos de serviço menores, executados de forma independente. Isso envolveu a análise do código-fonte e a extração de unidades de código que serviam a um único propósito funcional, agrupando-as em uma interface de serviço da Web e atribuindo a propriedade de cada serviço a uma equipe de desenvolvedores.

A abordagem de microsserviços permitiu que a Amazon fizesse alterações e atualizações em sua plataforma com facilidade. Além disso, permitia o escalonamento sob demanda de componentes específicos. Apesar dos desafios envolvidos na transição, os benefícios da arquitetura de microsserviços têm sido significativos. A plataforma de comércio eletrônico da Amazon agora lida com mais de 2,5 bilhões de buscas de produtos diariamente e inclui milhões de produtos de centenas de milhares de vendedores.

Estudo de caso da Netflix

Netflix é uma empresa muito popular e conhecida hoje em dia. Está disponível em 190 países e tem mais de 223 milhões de usuários pagos em 2022.

Em 2008, a Netflix enfrentou uma grande corrupção de banco de dados e o problema persistiu por 3 longos dias. Este foi o ponto onde a empresa percebeu problemas de falhas de ponto único de design monolítico. Assim, a Netflix migrou gradativamente da arquitetura monolítica para a arquitetura de microsserviços em nuvem usando os serviços web da Amazon.

A Netflix levou anos para migrar seus aplicativos voltados para o cliente e não voltados para o cliente. No entanto, os benefícios são enormes. As horas de exibição mensais da empresa aumentaram 1.000 vezes acentuadamente entre 2008 e 2015, resultando em altas receitas e lucros.

Como migrar seu aplicativo de arquitetura monolítica para microsserviços manualmente

Existem várias etapas que você pode seguir para a migração (manual) do seu aplicativo de uma arquitetura monolítica para uma arquitetura de microsserviços:

1. Identifique os recursos de negócios de seu aplicativo: A primeira etapa no processo de migração é identificar os diferentes recursos de negócios de seu aplicativo. Esta etapa envolve analisar se esses recursos podem ser implementados como microsserviços independentes.
2. Divida o aplicativo em microsserviços: Depois de identificar os recursos de negócios do seu aplicativo, você pode começar a dividir o aplicativo em microsserviços. Isso pode envolver a refatoração da base de código para separar os diferentes recursos em serviços independentes.
3. Projete as interfaces entre os microsserviços: cada microsserviço deve se comunicar com os outros microsserviços por meio de interfaces ou APIs bem definidas. É importante projetar essas interfaces cuidadosamente para garantir que sejam fáceis de usar e manter.
4. Implemente os microsserviços: Depois de dividir o aplicativo em microsserviços e projetar as interfaces entre eles, você pode começar a implementá-los. Isso pode envolver a criação de novos serviços ou a refatoração do código existente para se adequar à arquitetura de microsserviços.
5. Teste e implante os microsserviços: Depois de implementar os microsserviços, é essencial testá-los minuciosamente para garantir que estejam funcionando conforme o esperado. Em seguida, você pode implantar os microsserviços na produção, individualmente ou em grupo.
6. Migrar os dados: se seu aplicativo usa um banco de dados ou outro sistema de armazenamento de dados, você deve migrar os dados do aplicativo monolítico para os microsserviços. Além disso, pode ser necessário projetar novos modelos de dados ou refatorar os dados existentes para adequá-los à arquitetura de microsserviços.

No geral, a migração de uma arquitetura monolítica para uma arquitetura de microsserviços pode ser complexa e demorada. É essencial planejar e executar cuidadosamente a migração para garantir o sucesso.

Ferramentas úteis para migração monolítica para microsserviços

Existem diversas ferramentas que podem auxiliar no processo de decomposição de uma aplicação monolítica em microsserviços. Por exemplo, Mono2Micro, Decomposition Tool e Decomposer da IBM são as ferramentas mais populares que ajudam no processo de decomposição.

Essas ferramentas fornecem um conjunto de mecanismos automatizados ou semiautomatizados para identificar microsserviços e refatorar o código. Além disso, eles ajudam a configurar e gerenciar a infraestrutura necessária para hospedar os microsserviços.

Autodecomposição para migração monolítica para microsserviços: uma tendência futurista

O último boom em inteligência artificial e aprendizado de máquina revolucionou as abordagens tradicionais para realizar nossas tarefas. Não seria maravilhoso se as máquinas pudessem realizar tarefas complexas de decomposição monolítica a microsserviços?

Embora possa parecer fácil empregar IA para ajudar a decompor um aplicativo monolítico em microsserviços. Ainda assim, é um caminho cheio de desafios. É por isso que você encontra apenas alguns estudos completos sobre esta tarefa.

Abdullah et. al. propôs uma abordagem de aprendizado não supervisionado para a autodecomposição de aplicativos da Web em microsserviços. O diagrama conceitual a seguir mostra o funcionamento geral do processo de autodecomposição.

O processo de autodecomposição segue três etapas simples.

Passo 01: Acesse os logs de acesso da URI

Cada página da Web em um site tem um identificador de recurso uniforme exclusivo (URI). Felizmente, os servidores da Web que hospedam esses aplicativos mantêm logs de acesso (por exemplo, tempo de resposta e tamanho do documento) a esses URIs. A primeira etapa é reunir esses logs de acesso.

Etapa 02: aplicar o algoritmo ML de agrupamento

Um algoritmo de agrupamento é um método de aprendizado de máquina não supervisionado que, dado um conjunto de pontos de dados, cria K clusters com pontos de dados de natureza semelhante. Esse algoritmo de agrupamento, quando alimentado com os dados históricos de logs de acesso, cria clusters de URIs com tempo de acesso e tamanho de documento de resposta semelhantes.

Etapa 03: Implantação de clusters para microsserviços

Você pode criar um microsserviço para cada cluster de URIs. Em seguida, você pode implantar esses microsserviços em qualquer infraestrutura de nuvem.

Observação: essa técnica de autodecomposição é específica para aplicativos da Web monolíticos e é apresentada apenas para dar uma ideia sobre as últimas tendências da época.

Melhores práticas para migrar da arquitetura monolítica para microsserviços

Aqui estão algumas práticas recomendadas a serem seguidas ao migrar de uma arquitetura monolítica para uma arquitetura de microsserviços:

• Comece pequeno: geralmente é melhor começar migrando uma parte pequena e independente do aplicativo para uma arquitetura de microsserviços. Isso permite que você aprenda com o processo e faça os ajustes necessários antes de abordar as partes maiores do aplicativo.
• Identifique os microsserviços certos: identifique cuidadosamente os recursos de negócios do seu aplicativo. Também requer determinar se esses recursos são implementáveis ​​como microsserviços independentes.
• Projete interfaces claras : certifique-se de que as interfaces entre os microsserviços sejam bem definidas e fáceis de usar. Isso facilitará o desenvolvimento e a manutenção dos microsserviços.
• Use contêineres: os contêineres podem facilitar a implantação e o gerenciamento de microsserviços, permitindo que você empacote o microsserviço e suas dependências em uma única unidade independente.
• Use uma infraestrutura compatível com microsserviços: para oferecer suporte a uma arquitetura de microsserviços, você precisará de uma infraestrutura que possa lidar com o aumento da complexidade e do tráfego gerado pelos microsserviços. Isso pode envolver o uso de tecnologias como malhas de serviço, gateways de API e rastreamento distribuído.
• Teste minuciosamente: teste minuciosamente os microsserviços para garantir que eles estejam funcionando conforme o esperado e que as interfaces entre eles estejam funcionando corretamente.
• Monitore e gerencie os microsserviços: é importante monitorar seu desempenho e integridade e tomar as medidas adequadas caso surjam problemas. Isso pode envolver o uso de ferramentas como análise de log, monitoramento de desempenho e rastreamento de erros.

Resumindo, planejamento e execução cuidadosos são a chave para uma migração bem-sucedida. Ao seguir essas práticas recomendadas, você pode garantir que a migração ocorra sem problemas, cumprindo o objetivo.

Conclusão

A arquitetura de microsserviços é a arquitetura mais flexível e escalável para a era moderna da computação em nuvem. Ele permite dimensionar partes específicas do aplicativo conforme necessário e modificar ou atualizar serviços individuais sem afetar o aplicativo inteiro. No entanto, também pode ser mais complexo de desenvolver e manter.

Por fim, a escolha do estilo de arquitetura dependerá das necessidades e objetivos específicos de seu aplicativo. Os fatores a serem considerados incluem o tamanho e a complexidade do aplicativo, o nível necessário de escalabilidade e flexibilidade e os recursos disponíveis para desenvolvimento e manutenção.