Introducció
Les arquitectures de microserveis són una manera de dissenyar aplicacions de programari com un conjunt de serveis petits, independents i desplegables de manera autònoma. Cada servei implementa una funcionalitat empresarial específica i es comunica amb altres serveis a través d'interfícies ben definides, sovint utilitzant protocols lleugers com HTTP/REST o missatgeria.
Objectius del Tema
- Entendre els conceptes bàsics de les arquitectures de microserveis.
- Conèixer els avantatges i desavantatges d'utilitzar microserveis.
- Aprendre sobre les pràctiques recomanades per dissenyar i implementar microserveis.
- Explorar exemples pràctics i casos d'ús reals.
Conceptes Bàsics
Definició de Microserveis
Els microserveis són una aproximació arquitectònica per desenvolupar aplicacions de programari com una col·lecció de serveis petits i independents que s'executen en el seu propi procés i es comuniquen entre si mitjançant mecanismes lleugers.
Característiques Clau
- Descomposició Funcional: Cada microservei està dissenyat per realitzar una funció empresarial específica.
- Desplegament Independent: Els microserveis es poden desplegar, actualitzar i escalar de manera independent.
- Comunicació Lleugera: Utilitzen protocols lleugers com HTTP/REST o missatgeria per comunicar-se.
- Autonomia: Cada microservei té la seva pròpia base de dades i gestió d'estat.
Avantatges i Desavantatges
Avantatges
- Escalabilitat: Permet escalar serveis específics de manera independent segons les necessitats.
- Flexibilitat Tecnològica: Cada servei pot utilitzar diferents tecnologies i llenguatges de programació.
- Resiliència: Fallades en un servei no afecten necessàriament els altres serveis.
- Desplegament Continu: Facilita el desplegament continu i l'actualització de serveis sense interrompre l'aplicació completa.
Desavantatges
- Complexitat: La gestió de múltiples serveis pot ser complexa.
- Comunicació: La comunicació entre serveis pot introduir latència i problemes de consistència.
- Monitoratge i Depuració: Requereix eines avançades per monitorar i depurar serveis distribuïts.
- Gestió de Dades: La gestió de dades distribuïdes pot ser complicada, especialment en termes de consistència i transaccions.
Pràctiques Recomanades
Descomposició de Serveis
- Funcionalitat Empresarial: Descompondre l'aplicació en serveis basats en funcionalitats empresarials clares.
- Disseny Orientat a Domini (DDD): Utilitzar tècniques de DDD per identificar i definir els límits dels serveis.
Comunicació entre Serveis
- API RESTful: Utilitzar API RESTful per la comunicació entre serveis.
- Missatgeria: Utilitzar sistemes de missatgeria com Kafka o RabbitMQ per a la comunicació asíncrona.
Gestió de Dades
- Base de Dades per Servei: Cada microservei ha de tenir la seva pròpia base de dades per evitar dependències fortes.
- Consistència Eventual: Adoptar models de consistència eventual quan sigui possible per millorar el rendiment i la disponibilitat.
Monitoratge i Observabilitat
- Logs Centralitzats: Utilitzar eines de logs centralitzats com ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana).
- Tracing Distribuït: Implementar tracing distribuït amb eines com Jaeger o Zipkin per seguir les peticions a través dels serveis.
Gestió de Fallades
- Circuit Breakers: Implementar patrons de circuit breaker per gestionar fallades en serveis dependents.
- Retry Policies: Utilitzar polítiques de retry per gestionar errors temporals en la comunicació entre serveis.
Exemple Pràctic
Escenari
Suposem que estem dissenyant una aplicació de comerç electrònic. Podem descompondre l'aplicació en els següents microserveis:
- Servei d'Usuari: Gestió de comptes d'usuari i autenticació.
- Servei de Producte: Gestió del catàleg de productes.
- Servei de Comanda: Processament de comandes.
- Servei de Pagament: Gestió de pagaments i facturació.
Implementació Bàsica
Servei d'Usuari (Node.js amb Express)
const express = require('express'); const app = express(); const port = 3000; app.use(express.json()); let users = []; app.post('/users', (req, res) => { const user = req.body; users.push(user); res.status(201).send(user); }); app.get('/users', (req, res) => { res.send(users); }); app.listen(port, () => { console.log(`User service running on port ${port}`); });
Servei de Producte (Python amb Flask)
from flask import Flask, request, jsonify app = Flask(__name__) products = [] @app.route('/products', methods=['POST']) def add_product(): product = request.get_json() products.append(product) return jsonify(product), 201 @app.route('/products', methods=['GET']) def get_products(): return jsonify(products) if __name__ == '__main__': app.run(port=5000)
Exercici Pràctic
Descripció
Implementa un servei de comanda que permeti crear noves comandes i recuperar totes les comandes existents. Utilitza Node.js amb Express.
Requisits
- Endpoint per crear una nova comanda (
POST /orders
). - Endpoint per recuperar totes les comandes (
GET /orders
).
Solució
const express = require('express'); const app = express(); const port = 4000; app.use(express.json()); let orders = []; app.post('/orders', (req, res) => { const order = req.body; orders.push(order); res.status(201).send(order); }); app.get('/orders', (req, res) => { res.send(orders); }); app.listen(port, () => { console.log(`Order service running on port ${port}`); });
Conclusió
Les arquitectures de microserveis ofereixen una manera flexible i escalable de desenvolupar aplicacions modernes. Tot i que introdueixen certa complexitat, els avantatges en termes d'escalabilitat, resiliència i desplegament continu fan que siguin una opció atractiva per a moltes organitzacions. Amb les pràctiques recomanades i les eines adequades, els microserveis poden ajudar a construir aplicacions robustes i eficients.
En el següent tema, explorarem els sistemes de missatgeria en temps real, una part crucial per a la comunicació efectiva en arquitectures distribuïdes.
Curs d'Arquitectures Distribuïdes
Mòdul 1: Introducció als Sistemes Distribuïts
- Conceptes Bàsics de Sistemes Distribuïts
- Models de Sistemes Distribuïts
- Avantatges i Desafiaments dels Sistemes Distribuïts