Лекція 167: Архітектурні принципи: автономність сервісів, ізоляція даних, незалежні розгортання

Мікросервісна архітектура — це не просто технічний вибір, а підхід, який потребує зміни мислення при проєктуванні додатків. Давайте поступово розберемося, чому автономність, ізоляція даних і незалежні розгортання критично важливі для успіху мікросервісів.

Автономність сервісів

Що таке автономність?

Автономність сервісу означає, що кожен мікросервіс функціонує як незалежна одиниця, здатна виконувати свою задачу без прямої залежності від інших сервісів. Це принцип "самодостатності", який дозволяє мікросервісам мінімізувати взаємодії з іншими компонентами системи.

Переваги автономності

1. Стійкість до збоїв: якщо якийсь сервіс падає, інші продовжують працювати.
2. Простота розробки: кожна команда може зосередитись на своїй логіці, не прив'язуючись до інших сервісів.
3. Паралельний розвиток: кілька команд можуть працювати над різними частинами системи одночасно.

Реалізація автономності на практиці

• Власна бізнес-логіка: кожен сервіс має вирішувати одну конкретну задачу. Наприклад, один сервіс відповідає за реєстрацію користувачів, інший — за розрахунок цін.
• Уникайте щільної зв'язки (tight coupling): використовуйте асинхронні повідомлення через брокери, такі як Kafka або RabbitMQ, замість прямих викликів.
• Чітко визначені API: комунікація між сервісами має відбуватися через добре спроєктовані REST або gRPC API.

Ізоляція даних

Чому ізоляція даних така важлива? Кожен мікросервіс має "володіти" своїми даними. Це означає, що в нього є власне джерело даних (наприклад, база даних), і він не залежить від даних інших мікросервісів напряму. Це дозволяє уникнути "розгрібання" залежностей, які часто провокують хаос у монолітних системах.

Проблема загального сховища і кращі практики

Уявіть, що в одному проєкті 10 мікросервісів використовують одну велику базу даних. Якщо один зі сервісів змінює структуру таблиці, інші просто "падають". Саме це доводить важливість ізоляції даних.

Кращі практики ізоляції даних

• Кожен сервіс має свою базу даних: наприклад, "Order Service" може використовувати свою PostgreSQL-таблицю, а "User Service" — MongoDB.
• Жодного прямого доступу до чужих даних: якщо "Order Service" хоче отримати інформацію про користувача, він запитує її через "User Service", а не лізе в його базу даних напряму.
• Асинхронність для консистентності: використовуйте події для оновлення даних у різних сервісах (наприклад, через Kafka).

-- Orders database for "Order Service"
CREATE TABLE orders (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    user_id INT NOT NULL,
    product_id INT NOT NULL,
    status VARCHAR(50)
);

-- Users database for "User Service"
CREATE TABLE users (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(100),
    email VARCHAR(100) UNIQUE
);

CQRS і Event Sourcing

CQRS (Command Query Responsibility Segregation) і Event Sourcing — підказки для тих, хто прагне максимальної ізоляції даних. CQRS розділяє операції читання і запису, а Event Sourcing зберігає всі зміни як події.

Незалежні розгортання

Суть незалежних розгортань

Можливість розгорнути один мікросервіс без необхідності розгортання інших — це святе для мікросервісів. Такий підхід допомагає уникнути ситуації, коли оновлення одного модуля вимагає повної зупинки системи.

Монолітна система — це як будинок, де все живлення йде від одного вимикача. Якщо він зламається, не загориться жодна лампочка. Мікросервіси — це коли кожна лампа має свій власний вимикач.

Як зробити розгортання незалежними?

1. Усуньте щільні зв'язки: мікросервіси повинні покладатися тільки на API інших сервісів і ніколи не використовувати спільний код.
2. Docker і Kubernetes: використовуйте технології контейнеризації, щоб запускати мікросервіси незалежно один від одного.
3. Зворотна сумісність: при зміні API обов'язково підтримуйте стару контрактну версію, щоб інші мікросервіси не ламались.

# Dockerfile для User Service
FROM openjdk:17-jdk-alpine
COPY target/user-service.jar user-service.jar
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/user-service.jar"]

Виклики й складнощі

Звісно, у кожного з цих принципів є свої підводні камені. Наприклад, ізоляція даних потребує складної комунікації між сервісами, а також підвищує вимоги до моніторингу та observability. Незалежні розгортання можуть бути складними, якщо у вас десяток залежних API, не кажучи вже про складнощі з консистентністю даних.

Однак переваги, які вони дають — масштабованість, відмовостійкість і можливість виділення незалежних команд — значно переважують недоліки.

Що далі?

Тепер ви знаєте, як застосувати автономність, ізоляцію даних і незалежні розгортання у своїй системі. Ці принципи допоможуть проєктувати системи, які легко підтримувати, масштабувати і розвивати. У наступних лекціях ми говоритимемо про те, як мікросервіси спілкуються між собою (синхронно чи асинхронно), а також поділимось кращими практиками декомпозиції додатків. Мікросервісна архітектура — це цікава подорож, і ви тільки почали будувати свою карту.