یک باور گسترده اما نادرست وجود دارد که کیفیت کد تعیین می کند که آیا یک برنامه موبایل یا وب می تواند موفق باشد یا خیر. حقیقت این است که برنامه شما می تواند درخشان ترین کد را در خود داشته باشد و همچنان برای مشتریان بسیار کند یا قدیمی باشد. این معماری، نحوه طراحی و ساخت اپلیکیشن شماست که بیش از همه بر تجربه کاربر تاثیر می گذارد. معماری به معنای واقعی کلمه می تواند برنامه شما را ایجاد یا شکست دهد.
از لحاظ تاریخی، برنامه ها بر اساس اصول معماری یکپارچه طراحی می شدند. اپلیکیشن های زیادی وجود دارند که هنوز هم به همین شکل ساخته می شوند. با این حال، اخیراً یک گرایش رایج استفاده از معماری میکروسرویس ها به جای آن است. ما سعی خواهیم کرد به سوالات داغ پاسخ دهیم: این دو رویکرد چگونه متفاوت هستند و آیا یکی از آنها بهتر از دیگری است.
معماری یکپارچه Monolith
کلمه "مونولیت" به معنای یک موجود واحد است، چیزی که نمی توان آن را بدون شکستن آن به چند قسمت تقسیم کرد. همچنین اغلب با چیزهایی مرتبط است که سنگین و غیرقابل تحمل هستند و بنابراین ناخوشایند یا حتی بی فایده هستند. این توصیف بسیار مناسبی از معایب معماری یکپارچه است. این رویکرد سنتی منجر به برنامه‌هایی می‌شود که به‌عنوان یک بلوک کد واحد طراحی شده‌اند.
یک برنامه کاربردی که به صورت یکپارچه ساخته شده است دارای یک پایگاه کد بزرگ است که در آن همه اجزاء به طور محکم با هم جفت شده اند. شما می توانید چندین لایه را در یک برنامه یکپارچه جدا کنید، اما آنها نمی توانند به طور مستقل عمل کنند. این لایه ها معمولاً شامل یک رابط کاربری است که به کاربران نهایی امکان می دهد با برنامه ارتباط برقرار کنند، منطق تجاری که عملکرد برنامه را تعریف می کند و یک لایه دسترسی به داده سمت سرور که به پایگاه داده متصل می شود. لایه‌ها با یکدیگر در هم تنیده شده‌اند، بنابراین نمی‌توانید یک قسمت از سیستم را بدون تأثیرگذاری بر قسمت‌های دیگر تغییر دهید.
یک برنامه یکپارچه همیشه به عنوان یک فایل اجرایی بزرگ بسته بندی و مستقر می شود. حتی اگر می‌توانید فرآیندهای مختلف توسعه نرم‌افزار را روی پروژه خود پیاده‌سازی کنید، اصول اصلی یکسان خواهند ماند. فرقی نمی‌کند که به دنبال یک جریان کاری چابک یا سنتی‌تر آبشار باشید، همچنان یک تیم بزرگ خواهید داشت که روی یک مصنوع استقرار واحد کار می‌کند که با گذشت زمان می‌تواند بسیار بزرگ شود.
مزایای معماری یکپارچه
دلیل اینکه کاربردهای یکپارچه هنوز هم امروزه ایجاد می شوند، صرفاً به این دلیل است که این رویکرد هنوز هم تحت شرایط خاصی به خوبی کار می کند. توسعه یک برنامه یکپارچه ساده آسان تر است، زیرا می توانید فقط یک تیم از توسعه دهندگان را برای کار روی پروژه جمع آوری کنید. همچنین به شما این امکان را می دهد که در هزینه خود صرفه جویی کنید، زیرا توسعه دهندگان شما فقط می توانند بر روی چارچوب یا زبان برنامه نویسی که بهترین آنها را می دانند تمرکز کنند و نیازی به صرف زمان برای یادگیری مهارت های جدیدی ندارند که سیستم های توزیع شده به طور اجتناب ناپذیری به آن نیاز دارند. این مزایای تجاری به ویژه برای پروژه های کوچکتر، زمانی که منابع مالی محدود است، مناسب است.
اگر بخواهید آن را به صورت یکپارچه بسازید، می توان یک پروژه کوچک را سریعتر به پایان رساند. اگر برنامه شما رقبای بالقوه زیادی دارد، پس این فرصتی عالی برای شکست دادن آنها در بازار است.
اگر پایگاه کد واحد شما خیلی بزرگ نباشد، تضمین کیفیت بسیار پیچیده تر می شود. اشکال زدایی و ردیابی تغییرات تنها در یک مخزن کد بسیار ساده تر است. و اگر تصمیم به اجرای آزمایش خودکار دارید، به تلاش کمتری نیز نیاز دارد.
هنگامی که برنامه یکپارچه شما آماده است، می توان آن را به یکباره اجرا کرد، زیرا نیازی به فکر کردن به اجزای دیگر ندارید.
با این حال، همه این مزایا فقط تا زمانی معتبر می مانند که پایگاه کد شما نسبتاً کوچک باشد. اگر پروژه شما سال ها طول بکشد و به افزودن ویژگی های جدید ادامه دهید، معماری یکپارچه می تواند به منبعی برای ناامیدی و ناامیدی تبدیل شود.
معایب یک برنامه یکپارچه
برنامه های پیچیده قدیمی
برنامه هایی وجود دارند که سال ها و حتی دهه ها در بازار باقی می مانند. شما به توسعه آنها ادامه می دهید، ویژگی های جدید اضافه می کنید و پایگاه کد شما رشد می کند و رشد می کند. هنگامی که چنین برنامه های قدیمی یکپارچه هستند، با گذشت زمان مدیریت پایگاه کد شما دشوارتر می شود.
تست سیستم پیچیده
افراد تیم اصلی ترک می‌کنند و هیچ‌کس نمی‌تواند به خاطر بیاورد که کدام بخش از کد حاوی ویژگی خاصی است که می‌خواهید تغییر دهید. زمان زیادی که برای آزمایش برنامه نیاز است به طور تصاعدی افزایش می‌یابد، زیرا همه اجزا به قدری محکم به هم متصل هستند که حتی تغییرات کوچک در یک قسمت از برنامه می‌تواند باعث توقف کامل کار شود.
رفع باگ های وقت گیر
تقریباً غیرممکن است که پیش‌بینی کنید وقتی چیزی را تغییر می‌دهید که به نظر می‌رسد کاملاً با آن ارتباطی ندارد، کدام بخش از عملکرد خراب می‌شود. این همچنین منجر به این می شود که ساخت های جدید کم و زیاد باشد. کاربران هرگز از منتظر ماندن برای رفع باگ یا به‌روزرسانی‌های عملکردی که تنها چند بار در سال منتشر می‌شوند لذت نمی‌برند.
مقیاس معماری یکپارچه دشوار است
هم راه‌حل‌های قدیمی و هم استارت‌آپ‌های کوچک می‌توانند با هزاران و حتی ده‌ها هزار کاربر بیشتر از برنامه‌ریزی اولیه به پایان برسند. ممکن است سال ها یا ماه ها طول بکشد، اما معماری یکپارچه شما را در این زمینه نیز شکست خواهد داد. مقیاس کردن یک برنامه یکپارچه بسیار دشوار است، و حتی سخت تر است که آن را به سرعت مقیاس کنید، به این معنی که کاربران شما به ناچار از خرابی رنج می برند در حالی که تیم شما در تلاش برای افزودن منابع بیشتر است.
سایر خدمات مرتبط
این معایب معماری یکپارچه مدتها پیش آشکار شد. اولین تلاش برای حل این مسائل، معرفی معماری سرویس گرا بود. طبق اصول SOA، یک برنامه کاربردی به عنوان تعدادی سرویس مجزا طراحی می‌شود که هر کدام یک فرآیند واحد را بر اساس منطق تجاری نشان می‌دهند. این باعث بهبود چابکی و مقیاس پذیری برنامه شد. با این حال، از آنجایی که ارتباط بین سرویس ها از طریق یک گذرگاه خدمات سازمانی سازماندهی شده بود، مشکل یک نقطه شکست همچنان باقی بود. با گذشت زمان، معماری میکروسرویس ها به راه حل سطح بعدی برای تمام مسائلی که برنامه های کاربردی یکپارچه دارند تبدیل شده است.
معماری میکروسرویس ها
ایده اصلی پشت معماری میکروسرویس ها، ساختن یک اپلیکیشن به عنوان مجموعه ای از مؤلفه ها یا خدمات با اتصال آزاد است. هر یک از مؤلفه ها برای انجام یک کار خاص اختصاص داده شده است و پایگاه کد و طرح پایگاه داده خود را دارد. میکروسرویس ها از طریق واسطه های پیام یا API ها با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند تا به طور جمعی به عنوان یک برنامه موبایل یا وب کار کنند.
هر یک از میکروسرویس‌هایی که یک برنامه را تشکیل می‌دهند به طور جداگانه توسعه داده می‌شوند، بنابراین می‌تواند توسط یک تیم جداگانه انجام شود. توسعه دهندگانی که روی هر سرویس مستقل کار می کنند، در انتخاب بهترین فناوری، چارچوب یا زبان برنامه نویسی که برای آن راه حل خاص بهینه است، آزادند.
از آنجایی که هر میکروسرویس به تنهایی ساخته می شود، زمان عرضه به بازار را کوتاه می کند. هنگامی که معماری میکروسرویس ها را اتخاذ می کنید، نیازی به تکمیل کل برنامه قبل از در دسترس قرار دادن آن برای کاربران نهایی نیست. این امکان وجود دارد که ابتدا یک MVP را آزاد کنید و سپس میکروسرویس های بیشتری را برای عملکردهای بیشتر در حین حرکت اضافه کنید.
از آنجایی که هر یک از سرویس ها دارای یک پایگاه کد جداگانه هستند، زمانی که نیاز به آزمایش، به روز رسانی یا تعمیر یکی از آنها دارید، برنامه لازم نیست به طور کامل آفلاین شود. استقرار میکروسرویس‌های جدید نیز می‌تواند به‌طور یکپارچه انجام شود و اغلب به هیچ‌گونه خرابی نیاز ندارد. این ویژگی‌های معماری میکروسرویس‌ها، آن را در سناریوهای خاص در مقایسه با برنامه‌های یکپارچه سودمندتر می‌کند.
مزایای میکروسرویس ها
اگر قصد موفقیت دارید و گردش کار توسعه نرم‌افزار خود را واقعاً چابک می‌سازید، ناگزیر متوجه می‌شوید که رویکرد DevOps باید در سازمان شما ایجاد شود. معماری میکروسرویس ها به کارگیری شیوه های DevOps مانند یکپارچه سازی و استقرار مداوم را امکان پذیر می کند. با پایگاه های کد مستقل کوچکتر، هر تغییری به زمان کمتری نیاز دارد. اتوماسیون تست، ثبت و نظارت، تعداد خطاها را در مراحل اولیه کاهش می دهد و محیط تولید را ایمن تر می کند.
سایر مزایای میکروسرویس ها چیست؟
میکروسرویس ها امکان اجتناب از یک نقطه خرابی را که در کاربردهای یکپارچه وجود دارد را فراهم می کند. از آنجایی که هر سرویس به عنوان یک واحد مستقل وجود دارد، حتی اگر یکی از کار بیفتد، بقیه سیستم به کار خود ادامه می دهد. یک برنامه میکروسرویس پایدارتر است.
مقیاس کردن میکروسرویس‌ها آسان است زیرا می‌توانید منابع اضافی را فقط برای سرویس‌هایی که به آن نیاز دارند و نه کل برنامه ارائه کنید. چندین ارائه دهنده میزبانی ابری ابزارهای در دسترس را برای مدیریت خودکار ریزسرویس ها ارائه می دهند. در نتیجه، مقیاس‌بندی و متعادل‌سازی بار می‌تواند بدون کمک اضافی تیم شما اتفاق بیفتد و هزینه کمتری نیز داشته باشد.
معایب معماری میکروسرویس ها
ممکن است به نظر برسد که میکروسرویس ها راه حلی عالی برای تمام مشکلات توسعه نرم افزار شما ارائه می دهند. این درست نیست متاسفانه. حتی اگر معماری میکروسرویس ها خیلی سریع محبوبیت پیدا کرده است، ممکن است بهترین گزینه برای برنامه های کوچک یا پروژه هایی با منابع محدود نباشد.
انعطاف پذیری میکروسرویس ها همچنین به این معنی است که به افراد بیشتری با مهارت های بسیار متفاوت نیاز دارید که روی هر یک از آنها کار کنند. هنگامی که تعداد میکروسرویس ها به صدها می رسد، مدیریت سرویس ها و ایجاد ارتباط موفق بین آنها یک کار پیچیده است. استخدام متخصصان DevOps برای راه‌اندازی گردش‌های کاری می‌تواند گران باشد، و داشتن یک stack متفاوت برای هر سرویس ممکن است برای عملکرد بهتر باشد، اما این به معنای افزایش تعداد مهندسان شما یا بهبود مهارت‌های اعضای تیمی است که در حال حاضر دارید.
ماهیت توزیع شده میکروسرویس ها همچنین به این معنی است که راه اندازی تست مناسب با پوشش کد به اندازه کافی بالا دشوار خواهد بود. امنیت نیز نیاز به توجه بیشتری دارد. در مجموع، در حالی که از یک منظر، معماری میکروسرویس ها می تواند در هزینه شما صرفه جویی کند، زمانی که شما تازه شروع کرده اید، ممکن است هزینه بیشتری نسبت به راه اندازی و اجرای یک برنامه یکپارچه داشته باشد.
بین میکرو سرویس ها و Monolith کدام را انتخاب کنم؟
هیچ پاسخ مستقیمی برای این سوال وجود ندارد که کدام یک بهتر است: معماری یکپارچه در مقابل میکروسرویس.
یکی از کارهایی که قطعاً نباید انجام دهید این است که میکروسرویس ها را فقط به این دلیل انتخاب کنید که به نظر می رسد دیگران تصمیم گرفته اند آن را انتخاب کنند. جنبه های زیادی وجود دارد که می تواند مانع از موفقیت پروژه شما در صورت عجله شود. به عنوان مثال، اگر تیم شما به طراحی معماری یکپارچه (N-tier) عادت دارد، احتمالاً همان اصول را در یک سیستم توزیع شده اعمال می کند، اگر زمان و منابع مورد نیاز منحنی یادگیری را فراهم نکنید. این منجر به به اصطلاح یکپارچه توزیع شده می شود، مجموعه ای از خدمات سازماندهی شده در لایه هایی که از طریق gRPC یا JSON از طریق HTTP یا سایر مکانیسم های تماس مستقیم ارتباط برقرار می کنند، بنابراین یک سیستم اساساً یکپارچه را نشان می دهد که به لطف یک راه توزیع شده ساخته شدن در آن پیچیده تر شده است.
منطق کسب و کار چیز دیگری است که باید در نظر بگیرید. اگر برنامه شما کار پیچیده ای انجام نمی دهد، ساخت آن به صورت یکپارچه بسیار سریعتر خواهد بود. با این حال، اگر قصد دارید قابلیت‌های زیادی را با سفرهای مختلف کاربر در آینده اضافه کنید، انجام آن با میکروسرویس‌ها آسان‌تر خواهد بود. ممکن است در ابتدا اصلاح یک برنامه یکپارچه سریعتر باشد، اما با رشد پایگاه کد، هر گونه تغییری به معنای خرابی کل برنامه خواهد بود. با میکروسرویس‌ها، معرفی ویژگی‌های جدید به طور کلی بر تجربه کاربر تأثیری نخواهد داشت.
هنگام انتخاب یک معماری مناسب برای پروژه خود، همیشه باید ابتدا به نیازهای خود فکر کنید. اگر توانایی انتشار بیلدهای جدید را اغلب تصور می کنید، با یک برنامه یکپارچه که دارای یک پایگاه کد واقعاً بزرگ است، کار سختی خواهد بود. اگر قصد دارید فقط یک تیم از توسعه دهندگان با همان پشته کار کنند، احتمالاً استفاده از میکروسرویس ها توجیه ندارد.
اغلب اوقات، زمانی که شروع می کنید، معماری یکپارچه می تواند تمام نیازهای شما را به راحتی برآورده کند. اما در برخی مواقع، به خصوص اگر تعداد مشتریان به سرعت افزایش یابد، همانطور که برای نتفلیکس اتفاق افتاد، ممکن است مشخص شود که مقیاس‌بندی سریع و ایمن برنامه شما غیرممکن است. به همین دلیل است که هزینه ها باید با دقت زیادی از دیدگاه های مختلف در نظر گرفته شود. در واقع اجرای میکروسرویس ها در ابتدای پروژه گران تر است. پیدا کردن متخصصان عالی دشوارتر خواهد بود و همیشه باید برای افراد واقعاً ماهر هزینه بیشتری بپردازید. راه‌اندازی زیرساخت‌های پروژه و سایر آماده‌سازی‌ها نیز با میکروسرویس‌ها هزینه بیشتری خواهد داشت. با این حال، اگر پیش‌بینی می‌کنید برنامه‌تان در نقطه‌ای به شدت رشد کند، ممکن است ارزش آن را داشته باشد، زیرا در درازمدت یک برنامه یکپارچه می‌تواند هزینه‌های سنگین‌تری را به همراه داشته باشد. یکپارچه در نهایت منابع را هدر می دهد، زیرا شما نمی توانید تنها بخشی از برنامه خود را که به آن نیاز دارد مقیاس بندی کنید.
نتیجه
اگرچه ممکن است به نظر برسد که معماری یکپارچه قدیمی است، اما در موارد خاص می تواند بهتر از میکروسرویس ها برای پروژه شما کار کند. برنامه ریزی دقیق همه چیز را تغییر خواهد داد. مطمئن شوید که در تصمیم گیری عجله نمی کنید؛ تعیین معماری که بیشترین سود را برای پروژه توسعه نرم افزار شما خواهد داشت باید یک انتخاب آگاهانه باشد.