Architekturstile entwickeln sich auf Grundlage der Bedürfnisse und Interessen der Benutzer weiter, so dass der Wechsel von monolithischer Architektur zu Microservices eine logische Entwicklung darstellt. Darüber hinaus müssen Entwickler den gestiegenen Anforderungen der heutigen Benutzer und Anbieter gerecht werden, die zunehmend über soziale Medien und Mobilgeräte kommunizieren. Sie erwarten schnelle Interaktionen und kontinuierliche Verbesserungen.
Welche bessere Lösung könnte diese Erwartungen erfüllen als Microservices? Wenn Sie diesen Ansatz in Betracht ziehen, erkunden Sie wahrscheinlich noch seine Vorteile.
In diesem ausführlichen Leitfaden erfahren Sie alles, was Sie über Microservices wissen sollten und wie sie den Entwicklungsprozess vereinfachen.
Was sind Microservices?
Die Microservices-Architektur zerlegt eine monolithische Anwendung in kleinere und eigenständige Dienste, von denen jeder für eine bestimmte Funktion zuständig ist. Dieser Ansatz ermöglicht eine schnellere Entwicklung und Bereitstellung neuer Funktionen ohne umfangreiche Codebasisänderungen.
APIs (z. B. REST oder gRPC) ermöglichen eine lose Kommunikation zwischen Microservices. Dadurch arbeiten sie autonom und bilden gemeinsam eine zusammenhängende Anwendung.
Da diese Architektur hochgradig skalierbar und flexibel ist, müssen Teams beim Upgrade oder der Skalierung einzelner Dienste nicht das gesamte System ändern. Darüber hinaus verwenden Entwickler häufig Cloud-basierte Dienste und Container-Orchestrierungstools wie Kubernetes, um Ressourcen effizient zu verwalten.
Was ist der Unterschied zwischen Microservices und APIs?
Da beide Konzepte eng miteinander verwandt sind, fällt es Entwicklern schwer, den Unterschied zwischen Microservices and APIs zu erkennen. Auf der einen Seite ist ein Architekturansatz, bei dem Entwickler Anwendungen in separate Dienste aufteilen, die jeweils unabhängig voneinander arbeiten und normalerweise über APIs miteinander kommunizieren.
Letztere sind Schnittstellen, die definieren, wie Softwarekomponenten interagieren sollen. APIs geben Methoden und Protokolle für die Kommunikation zwischen verschiedenen Teilen einer App an.
Wie genau funktionieren Microservices?
Kurz gesagt funktionieren Microservices als autonome Anwendungen, wobei ein API-Gateway die Abhängigkeiten von den APIs der Microservices verwaltet. Dies wiederum ermöglicht den unterbrechungsfreien Austausch eines Microservices durch einen anderen.
Stellen Sie sich vor, Sie entwickeln eine E-Commerce-Plattform. Anstatt einer monolithischen Anwendung, die alles von der Benutzerauthentifizierung bis zur Auftragsabwicklung übernimmt, unterteilen Sie die Plattform in Microservices. Einer verwaltet die Benutzerauthentifizierung, ein anderer den Produktkatalog und ein separater Service verarbeitet Bestellungen und Zahlungen.
Dabei können Sie jeden Microservice mit unterschiedlichen Programmiersprachen und Frameworks entwickeln.
Verschiedene Möglichkeiten, wie Entwickler Microservices nutzen können
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie Sie Microservices nutzen können, um Ihre Anwendungen zu verbessern, darunter SEO-Grundlagen und KI-Tools.
- Leistung und Skalierbarkeit: Sie können einzelne Dienste je nach Bedarf skalieren. Beispielsweise können Sie in Zeiten mit hohem Datenverkehr nur die Dienste skalieren, die zusätzliche Ressourcen benötigen, um Kosteneffizienz und Ressourcen zu optimieren.
- Datenverarbeitung: Mit Microservices können Sie große Datenmengen parallel verarbeiten und Datenaufgaben effizienter und schneller ausführen. Egal, ob Sie Daten sammeln, transformieren oder analysieren, dieses Setup ermöglicht Echtzeitanalysen und steigert die Reaktionsfähigkeit.
- Benachrichtigungssysteme: Sie können jeden Microservice der Verwaltung von Benutzerbenachrichtigungen wie E-Mails, SMS oder Push-Benachrichtigungen widmen. Da dieser Dienst unabhängig von der Hauptanwendung ausgeführt wird, können Sie sicher sein, dass Benutzer auch bei wichtigen Updates oder Werbeveranstaltungen Benachrichtigungen erhalten.
- SEO: Microservices eignen sich auch für SEO-Grundlagen, da Sie spezialisierte Dienste für Aufgaben wie Keyword-Analyse, Inhaltsoptimierung und Leistungsverfolgung erstellen können. Jeder ermöglicht gezielte Updates und Verbesserungen, ohne das System zu stören.
- KI-Tools: Die gute Nachricht ist, dass Sie einen Microservice und KI kombinieren können, um große Datensätze zu verarbeiten und trendige Keywords zu identifizieren. Ein anderer Microservice kann sich inzwischen beispielsweise um die Inhaltsoptimierung kümmern und den Inhalt von Webseiten analysieren, um Verbesserungsvorschläge zu unterbreiten.
Nachdem wir nun geklärt haben, wie sie funktionieren, ist es an der Zeit, sich den Vorteilen von Microservices zuzuwenden.
Vorteile der Microservices-Architektur
Hier erfahren Sie, warum Microservices für Sie als Entwickler die beste Wahl sind.
1. Neutrale Architektur und Sprache
Die Vorteile einer neutralen Architektur und Sprache werden am deutlichsten, wenn das System Updates oder Änderungen benötigt. Beispielsweise kann das Entwicklungsteam problemlos nur den Microservice der Empfehlungs-Engine aktualisieren, wenn eine neue Version einer Bibliothek für maschinelles Lernen verfügbar ist. Sie können Probleme in Bezug auf Skalierbarkeit im Microservice für die Auftragsabwicklung unabhängig beheben, indem sie die Ressourcenzuweisung anpassen oder das Datenbankschema optimieren, ohne dabei auf andere Teile einzugehen.
Diese Flexibilität erstreckt sich auch auf die Entwicklung verschiedener Funktionen innerhalb einer großen E-Commerce-Plattform. Entwickler können Java mit Spring Boot und MongoDB für den Microservice des Produktkatalogs verwenden, während sie Python mit Django und PostgreSQL für den Microservice der Auftragsabwicklung nutzen. Daher ermöglichen Architektur- und Sprachneutralität es Teams, die am besten geeigneten Technologien, Tools und Programmiersprachen für jeden Microservice basierend auf Leistungsanforderungen, Skalierbarkeitsanforderungen und Entwicklerkompetenz auszuwählen.
2. Höhere Skalierbarkeit
Skalierbarkeit ist einer der am meisten geschätzten Vorteile der Microservices-Architektur. Im Gegensatz zu monolithischen Anwendungen, die normalerweise eine Skalierung des gesamten Systems erfordern, ermöglichen Microservices die unabhängige Skalierung bestimmter Dienste. Diese Unabhängigkeit verhindert Szenarien, in denen ein Anstieg des Benutzerverkehrs, z. B. wenn ein Kunde mehrere Produkte gleichzeitig kauft, die Datenbank, das Backend und das Frontend aufgrund gemeinsam genutzter Ressourcen in monolithischen Setups überlastet.
Entwickler müssen sich keine Sorgen über Ausfälle und Fehler machen, da die Microservices-Architektur eine höhere Skalierbarkeit gewährleistet. Darüber hinaus lässt sich die Skalierbarkeit von Microservices in Cloud-Computing-Umgebungen integrieren. Führende Cloud-Plattformen bieten hochmoderne Tools wie automatische Skalierung und Container-Orchestrierung (z. B. Kubernetes) und automatisieren die Skalierung von Microservices basierend auf Metriken wie CPU-Auslastung und eingehendem Datenverkehr.
Entwickler müssen nicht das gesamte System herunterfahren, um neue Funktionen, Features und Updates bereitzustellen. Auf der anderen Seite müssen Entwickler dies bei einer monolithischen App sehr wohl tun, um eine einzige Änderung vorzunehmen und den neuen Code einzurichten.
2008 wurde Netflix mit einer schwerwiegenden Datenbankbeschädigung konfrontiert. Das Unternehmen bewältigte diese Herausforderung, indem es von vertikal skalierten einzelnen Schwachstellen zu horizontal skalierbaren Cloud-Systemen wechselte, die von Microservices betrieben werden. Diese strategische Änderung verringerte die mit einzelnen Ausfallpunkten verbundenen Risiken in der Zukunft und verbesserte die Systemzuverlässigkeit um ein Vielfaches.
3. Überlegene Fehlerisolierung
Es ist fast sicher, dass irgendwann mindestens ein Dienst ausfällt. Es ist jedoch nicht unvermeidlich, dass dieser Fehler auch andere Teile der Anwendung beeinträchtigt. Im Gegensatz zu monolithischen Anwendungen, bei denen ein einziger Fehler möglicherweise das gesamte System zum Absturz bringen kann, isolieren Microservices Fehler innerhalb des betroffenen Dienstes.
Beispielsweise wirken sich auf einer Social-Media-Plattform mit mehreren Microservices Probleme wie hohe Latenz oder vorübergehende Ausfälle des Messaging-Dienstes nicht auf andere Dienste wie die Benutzerauthentifizierung oder das Post-Management aus. Benutzer können sich weiterhin ohne Unterbrechung anmelden, Beiträge erstellen und Benachrichtigungen erhalten, da Microservices die Systemverfügbarkeit gewährleisten.
Darüber hinaus entspricht die Fehlerisolierung von Microservices modernen DevOps-Praktiken und kontinuierlichen Bereitstellungspipelines. Teams können Updates für einzelne Microservices unabhängig und ohne Fehler oder Störungen bereitstellen, die die gesamte App verlangsamen.
4. Verbesserte Compliance und Datensicherheit
Granuläre Sicherheitskontrollen gehören zu den wertvollsten Vorteilen von Microservices, da jeder über spezifische Zugriffskontrollen, Authentifizierungs– und Autorisierungsmechanismen verfügt. Entwicklerteams können diese basierend auf der Funktionalität und Datensensibilität des Microservices anpassen.
Da diese Architektur sensible Daten innerhalb bestimmter Microservices isoliert, trägt sie dazu bei, Datenlecks und unbefugten Zugriff zu minimieren. Selbst wenn ein Microservice angegriffen wird, gefährdet dies nicht unbedingt das gesamte System.
Sie können beispielsweise die Benutzerauthentifizierung und Finanztransaktionen mit separaten Microservices verwalten, von denen jeder über seine eigenen Sicherheitsprotokolle verfügt. Diese Maßnahmen stellen sicher, dass eine Schwachstelle in einem Service nicht alle Benutzerdaten preisgibt, was optimale Sicherheit bedeutet. Darüber hinaus vereinfacht diese Architektur die Einhaltung verschiedener regulatorischer Standards wie HIPAA und DSGVO. Sie können Compliance-Maßnahmen auf Serviceebene hinzufügen und aktualisieren, was insbesondere beim Umgang mit sensiblen Daten von entscheidender Bedeutung ist.
5. Beschleunigte Markteinführungszeit
Zu den Vorteilen von Microservices gehört die Autonomie, die den Entwicklungsprozess beschleunigt und schnellere Iterationen ermöglicht. Schließlich ist es eine sehr zeiteffizient, wenn jedes Team seinen Microservice entwickeln, testen und bereitstellen kann, ohne auf andere Teams warten zu müssen.
Das bedeutet, dass Entwickler in parallelen Arbeitsabläufen arbeiten, was zu weniger Engpässen und einem schnelleren Gesamtentwicklungszyklus führt. Die Arbeit an einzelnen Microservices und Funktionen reduziert die Komplexität des Projekts, da Entwickler eine Anwendung in kleinere, überschaubarere Teile zerlegen können.
6. Verbesserte Unterstützung für DevOps und Geschäftsflexibilität
Etwa 71 Prozent der Unternehmen haben Probleme mit der Agilität. Da die Ergebnisse mit Microservices schneller auf den Markt kommen, fördert diese Architektur die dringend benötigte Skalierbarkeit und Flexibilität.
Entwickler können einzelne Dienste separat erstellen und bereitstellen, sodass Unternehmen Software viel schneller bereitstellen können. Sie können jedes Teil testen und starten, ohne den Rest der App zu ändern, was einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil bietet.
Microservices fördern auch eine DevOps-Kultur, indem sie eine enge Zusammenarbeit zwischen IT- und Softwareentwicklungsteams fördern. Jedes Team kann sich auf seinen spezifischen Microservice konzentrieren, was die Spezialisierung und Effizienz deutlich erhöht. Diese Zusammenarbeit steigert die Qualität der Anwendung und verkürzt die zur Lösung von Problemen erforderliche Zeit.
Darüber hinaus können Entwickler kreativ und innovativ sein, da Experimente das Produktionssystem nicht gefährden.
7. Open-Source-Architektur
Linux, Fluentd, Kubernetes, Helm und Docker gehören zu den Schlüsseltechnologien, die für den Aufstieg der Microservices verantwortlich sind. Sie sind alle Open Source, was bedeutet, dass Entwickler eine kollaborative Umgebung genießen.
Das bedeutet jedoch nicht, dass unerfahrene Hacker diese Projekte pflegen und aktualisieren. Stattdessen gehören zu den wichtigsten Mitwirkenden bekannte Namen wie Google, IBM, Microsoft und Intel. Diese Unternehmen wissen, dass die Unterstützung von Open-Source-Frameworks bei ihrem Publikum Anklang findet und zu höheren Gewinnen führt.
8. Erschwingliche Hardware
Microservices nutzen Technologien wie Docker und Kubernetes, um effizient auf kostengünstiger Standardhardware zu laufen. Dadurch können neue Entwickler und kleine Startups skalierbare SaaS-Plattformen oder Enterprise-Hosting-Umgebungen mit minimalen Ressourcen wie einem alten Laptop und einer Internetverbindung erstellen.
Sie können den Cluster später bei steigender Nachfrage mit zusätzlichen kostengünstigen Computern oder PCs erweitern. Die Demokratisierung des Hochleistungsrechnens verlagert die Macht von den traditionellen Anbietern teurer Supercomputer und macht anspruchsvolle Projekte möglich, selbst für Anfänger und Alltagsnutzer.
Microservices sind mehr als ein Trend und werden so schnell nicht wieder verschwinden
Obwohl die Microservice-Architektur als Trend begann, hat sie sich zu einer dauerhaften Revolution entwickelt. Wenn Sie überlegen, ob sich dieser Ansatz lohnt, können Sie sicher sein, dass diese Entwicklungsstrategie zur Norm werden wird.
Die Vorteile von Microservices sind zu mächtig und überzeugend, als dass Sie sie nicht nutzen sollten, um Ihr System zukunftssicher zu machen. Sie sollten es jedoch vielleicht langsam angehen und zunächst mit erfahrenen Fachleuten zusammenarbeiten. In diesem Fall können Sie mit spezialisierten Entwicklungsdienstleistungen für Web-Anwendungen beginnen, um die gewünschte Lösung sicherzustellen.
