Microservices vs. Monolith. Auswahl der Richtigen Architektur für ihr Projekt

Karl Gorman
Microservices vs. Monolith

Inhaltsverzeichnis

  1. Verständnis der monolithischen Architektur vs. Microservices-Architektur
  2. Monolithische Architektur
  3. Microservices-Architektur
  4. Beispiele, wann Sie eine monolithische Architektur verwenden sollten
  5. Beispiele, wann Sie eine Microservices-Architektur verwenden sollten

Es ist noch nicht lange her, dass sich die Entwicklergemeinde den Kopf zerbrechen und die Anwendungs- oder Software-Architektur festlegen musste, weil es keine Wahl gab. Die monolithische Struktur, die es schon lange gab, war die natürliche Auslese. Doch sobald Microservices in der Branche Einzug gehalten haben, stehen die Entwickler vor einer schwierigen Entscheidung, die sowohl technologische als auch philosophische Hintergründe hat. Die Debatte zwischen monolithischer Architektur und Microservices ist ein fortlaufender Prozess, und es kommen regelmäßig neue Aspekte zu deren Auswirkungen und Nutzen hinzu. In diesem Artikel werden wir die signifikanten Unterschiede zwischen monolithischer Architektur und Microservices untersuchen und einige Beispiele für beides aufzeigen.

Verständnis der monolithischen Architektur vs. Microservices-Architektur

Eine Anwendung oder Software ist auf den Code beschränkt; es gibt viele andere Aspekte, die dazu beitragen, eine Anwendung zu erstellen und ihr ihre wahre Form zu geben. Neben dem Code müssen wir auch die Geschäftslogik, die Datenbank, den App-Server, die Clients usw. verstehen. All diese Aspekte müssen zusammenkommen, um eine funktionale Anwendung oder Software zu erstellen. Wenn es nun um die Implementierung der Struktur geht, können die Entwickler zwei Wege einschlagen. Einer ist, wo alles mit einem einzigen String verbunden ist. Stellen Sie sich ein Haus vor, das aus einem einzigen Stein herausgeschnitten ist, und jeder Raum ist mit dem anderen verbunden, mit nur einem einzigen Eingangspunkt, und Sie müssen einen Raum durchqueren, um den nächsten zu erreichen. Denken Sie auch an die Verkabelung und die Sanitäranlagen in diesem Haus. Wenn Sie die Verdrahtung in einem Raum ändern wollen, müssen Sie dies von dem einzigen Eingangspunkt aus tun, was auch Änderungen in der Verdrahtung des anderen Raums zur Folge hat.

Das ist, mit anderen Worten ausgedrückt, die monolithische Struktur. Alles ist miteinander verbunden und voneinander abhängig. Bei Software oder Anwendungen ist die gesamte Codebasis vereinheitlicht, wir haben eine einzige ausführbare Bibliothek mit mehreren Modulen für Funktionen, aber sie sind auch miteinander verbunden. Im Gegensatz dazu ist die Microservices-Architektur eine segregierte Struktur, bei der jeder Aspekt der Anwendung oder Software mit einzelnen unabhängigen Modulen aufgebaut ist, die zu verschiedenen Datenbanken führen. Hier unterscheidet sich jedes Modul von den anderen, aber zusammen bilden sie eine einheitliche und voll funktionsfähige Lösung. Jeder dieser Dienste hat ein anderes Geschäftsziel und ist mit demselben Ziel aufgebaut.

Nehmen wir das gleiche Beispiel mit der Verkabelung: Ein Microservices-Ansatz würde für jeden Raum im Haus ein anderes und unabhängiges Verkabelungssystem installieren. Daher ist jede Anforderung, die Verkabelung in einem Raum zu ändern, nicht von einem anderen Raum abhängig. Und jede Änderung in einem Raum hat keinen Einfluss auf die Verkabelung in einem anderen Raum. Microservices haben im mobilen Zeitalter an Bedeutung gewonnen, da die Entwickler auf die Daten über API-Zugriff zugreifen und das alte Datenaustauschsystem überflüssig machen sollen. Aus diesem Grund sehen wir eine Migration von einer monolithischen zu einer Microservices-Architektur. Ein weiteres Beispiel für die Microservices-Architektur sind die Lego-Bausteine. Wir können einzelne und unabhängige Strukturen erstellen und sie zu einer größeren Struktur zusammenfügen, wobei alle Einzelstrukturen und die größere Struktur als eigenständige Systeme funktionieren.

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Monolithische Architektur

Eine monolithische Architektur ist eine traditionelle Form der Erstellung von Software, bei der die gesamte Struktur als eine einzige autonome Einheit arbeitet. Sie verfügt über eine einzige Codebasis mit verschiedenen Modulen, abhängig von der Komplexität des Geschäfts und seinen technischen Eigenschaften. Monolithische Strukturen haben ein robustes System, das alle Operationen und Funktionen handhabt, da es mehrere Clients bedient, was zu einer vertikalen Stack-Architekturentwicklung führt. Dies sind nicht verteilte Systeme, die als ein einziger Körper existieren, und die Datenbanken und die Anwendungsfunktionen sind abhängig. Wir können auch sagen, dass eine monolithische Struktur eine in sich geschlossene Einheit ist, die einen linearen Aufbau von Grund auf projiziert. Die Singularität dieser Struktur sorgt für eine große Codebasis, die mit einer gemeinsamen Geschäftslogik gekoppelt ist, was seine Vor- und Nachteile hat.

Vor- und Nachteile der monolithischen Architektur

Vorteile:

  • Einfach zu überwachen: Gemäß der monolithischen Definition werden die Anwendungen mit einer einzigen Struktur gebaut. Das bedeutet, dass man die Auswirkungen der Änderungen im Code beobachten, das Rebalancing des Codes identifizieren und sogar die Bugs aus der Codebasis heraussuchen kann. Monolithische Anwendungen können auch von einer detaillierten Fehlersuche profitieren, die über zwei Arten von Leistungsüberwachungssystemen erreicht wird: Infrastruktur und Anwendung. Die Leistungsüberwachung der Infrastruktur identifiziert die einzelnen Komponenten einer Anwendung, um zu wissen, wie sie zusammenarbeiten. Dabei werden Betriebssysteme, Server und Speicherkomponenten berücksichtigt. Die Überwachung der Anwendungs-Performance hilft bei der Identifizierung und Lösung von Performance-Problemen in der Software, was ein wesentlicher Aspekt im Microservices- vs. monolithischen Ansatz ist. Dies ist von Vorteil, um sicherzustellen, dass die gesamte Anwendungsstruktur ihre Leistung ergänzt.
  • Organisierte Code-Bereitstellung: Die Bereitstellung einer Anwendung oder Software, die mit einer monolithischen Struktur erstellt wurde, ist einfach und rationalisiert. Die Entwickler müssen nur ein einziges Codepaket hochladen, und wenn es Leistungsprobleme gibt, können sie Änderungen vornehmen oder die vorherigen Änderungen zurücksetzen, um die gewünschte Leistung zu gewährleisten. Die Geschwindigkeit von Änderungen und deren Auswirkung ist schnell und lässt die Entwickler nicht lange warten, um die Änderungen zu implementieren, was in einer Microservices-Architektur nicht einfach zu erreichen ist.
  • Engmaschige Kommunikation und Reaktion: Eine weitere erstaunliche Sache an der monolithischen Anwendungsstruktur ist die schnelle Kommunikation. Im Vergleich zwischen monolithischer und Microservices-Architektur ist die nahezu sofortige Kommunikation das Ergebnis einer autarken und engmaschigen Architektur. Schnellere Kommunikation kann auch mehr Geschwindigkeit und Effizienz in die Anwendung bringen.
  • Integrierte Entwicklungsumgebung: Da eine monolithische Struktur einer einheitlichen Plattform ähnelt, ist es einfacher, verschiedene Entwicklungsumgebungen für unterschiedliche Strukturen einzurichten. Dies macht es einfach, die richtige IDE für die Softwarearchitektur zu identifizieren.
  • Einfaches Testen und Bereitstellen: Da sie als eine einzige Einheit arbeiten, sind die Software und Anwendungen, die auf einer monolithischen Architektur aufgebaut sind, einfach zu testen und zu debuggen. Dank der Code-Abhängigkeit können wir die Änderungen, die durch die Bearbeitung eines Codestroms an den anderen vorgenommen werden, leicht beurteilen, was die Zeit zum Testen und Bereitstellen der Anwendung reduziert.

Nachteile:

  • Nicht leicht zu skalieren: Gemäß der monolithischen Definition sind diese Strukturen nicht einfach zu skalieren, denn wenn die Codebasis wächst, erfordert die Durchführung von Änderungen am System eine Menge Arbeit und Zeit. Die Code-Verschränkung nimmt mit der Größe der Anwendung zu, und die Isolierung der Dienste zu diesem Zeitpunkt, um die Funktionen zu aktualisieren oder eine einzelne Funktion zu skalieren, wird komplexer. Dies ist einer der Gründe, warum Entwickler in der Debatte Microservices vs. monolithisch dazu neigen, den Microservices-Ansatz zu wählen. Die horizontale Skalierung in einer monolithischen Anwendung ist eine schwierig zu implementierende Aufgabe.
  • Schwierigkeit beim Verstehen: Wenn sich die gesamte Codebasis weiterentwickelt und wächst, werden die Entwickler Probleme haben, den Code für eine bestimmte Funktion zu identifizieren. Zu einem Zeitpunkt, an dem die Anwendung noch in der Entwicklung ist, ist es relativ einfach, den Code für eine bestimmte Funktion herauszufiltern. Aber in einer Zeit, in der die Codebasis groß ist, ist die Suche nach einem einzelnen Satz Code wie die Suche nach einer Nadel im Heuhaufen. Selbst wenn es Ihnen gelingt, Änderungen vorzunehmen, sind die Auswirkungen der Änderung auf andere Aspekte ebenfalls eine schwierige Aufgabe.
  • Vollständiges Redeployment: Jede einzelne und kleine Änderung in der Codebasis rechtfertigt ein Redeployment der gesamten Architektur. Stellen Sie sich vor, Sie ändern die Hintergrundfarbe der Anwendung, aber um die Änderung zu sehen, müssen Sie ein Redeployment der gesamten Codebase initiieren. Wenn mehrere Personen an einem einzigen Projekt arbeiten, verringert dieses Problem die Agilität des Teams und erhöht die Lieferzeit.
  • Neue Technologien nicht einfach zu implementieren:  Eine monolithische Architektur ist eine solide und starre Struktur mit wenig Spielraum für Modifikationen und die Implementierung neuer Dinge in das System. Aus diesem Grund ist es mühsam, neue Technologien in die Architektur zu integrieren. Dies zu tun, bedeutet, dass enorme Kosten und Zeit für die Implementierung anfallen. Andererseits bedeutet die Nicht-Integration dieser Technologien, dass das Unternehmen nicht in der Lage sein wird, sich auf dem Markt zu behaupten.
  • Diskontinuierliche Lieferung und Bereitstellung: Um eine nahtlose Bereitstellung und Auslieferung zu gewährleisten, muss der Code schneller und nahtlos gerendert werden. Eine solche Einstellung ist in einer monolithischen Architektur nicht einfach zu beschaffen, da jedes inkrementelle Update Zeit und Aufwand erfordert.

Microservices-Architektur

Bei monolithischen vs. Microservices geht es bei letzterem um die Aufteilung der Anwendung oder Software in einige kleinere und miteinander verbundene Aspekte. Wir können sagen, dass jedes Modul in einer solchen Umgebung eine Anwendung für sich ist. Sie haben ihre eigene sechseckige Architektur und haben ihre eigene Geschäftslogik. Außerdem hat jedes Modul sein eigenes Datenbankschema, was wiederum einer der besten Vorteile von Microservices ist. Der Aufbau von Microservices-geführten Systemen ist mit einer verteilten und dezentralen Struktur vergleichbar. Obwohl die Komponenten einer Anwendung, die mit einem Microservices-Ansatz gebaut wurde, in sich abgeschlossen sind, werden sie normalerweise zusammengefügt, um eine einzelne Software oder Anwendung zu betreiben.

Vor- und Nachteile von Microservices

Vorteile:

  • Entwicklerfreundlich: In der Debatte um monolithische vs. Microservices werden letztere in Bezug auf Benutzerfreundlichkeit und Effizienz der Gesamtfunktionalität immer die Nase vorn haben. Ein Microservices-basierter Ansatz ist in kleine Teile aufgeteilt. Dies erleichtert den Entwicklern das Verständnis und die Identifizierung der einzelnen Module und gibt ihnen die Gewissheit, dass keine Änderungen in einem Modul Auswirkungen auf die anderen haben.
  • Entwicklung isolierter Module: Ein weiterer der Vorteile von Microservices ist die parallele Entwicklung. Die isolierten Module, die die Funktion anderer Module nicht beeinträchtigen, können separat entwickelt, bearbeitet, geändert werden. Es gibt minimale Überschneidungen, und wenn es welche gibt, sind sie leichter zu identifizieren und anzupassen. Am Ende, in Bezug auf den Zeitverbrauch im monolithischen vs. Microservices-Ansatz, sind Microservices schneller und besser. Das ist aber noch nicht alles. Da sich die Entwicklungszeit verbessert, können Sie auch schnellere Updates erhalten und die Aufgaben mit Geschwindigkeit liefern.
  • Isolierte Fehlersuche und -behebung: Nicht nur bei der Entwicklung, sondern die Microservices-Architektur macht es einfacher, die Fehler zu finden und zu beheben, ohne Änderungen in anderen Codesätzen zu veranlassen. Und wenn es Fehler gibt, wirken sich diese nicht auf die anderen Module aus, da es wenig bis keine Überschneidungen gibt.
  • Wiederverwendbare Komponenten: Beim Aufbau einer Microservices-Architektur können Sie dieselben Module, die ursprünglich für eine Anwendung erstellt wurden, auch für andere wiederverwenden. Wenn Sie zum Beispiel ein Login-Modul erstellt haben, das alle möglichen Login-Optionen hat. Einschließlich direkter und Social-Media-Anmeldungen über eine API-Anfrage können Sie dasselbe Modul für eine andere Anwendung verwenden, die dieselbe Funktion benötigt. Dadurch verringert sich die Zeit zum Erstellen und Bereitstellen der Anwendung erheblich.
  • Bessere Erweiterbarkeit: Nehmen wir noch einmal unser Beispiel der Hausverkabelung. Nehmen wir an, es gibt eine Unterbrechung in der Leitung eines Raums, und die gesamte Struktur ist auf monolithischen Architekturprinzipien aufgebaut. Um den Draht in einem Raum zu reparieren, müssen Sie ihn für alle Räume austauschen. Bei der Microservices-Architektur ist es jedoch nicht erforderlich, die Verdrahtung aller Räume zu ändern. Sie müssen nur daran arbeiten, die Drähte des Raums zu ändern, der eine fehlerhafte Verdrahtung hat. Das Gleiche gilt für die Codebasis in einer Microservices-Architektur. Darüber hinaus können Sie in einem Microservices-System auch die Technologien wechseln, entweder für die gesamte Software oder für einzelne Komponenten.

Nachteile:

  • Das verteilte System ist komplex: Während die Implementierung und der Einsatz dieser Struktur einfach sind, ist ihre Entwicklung und Konfiguration eine schwierige Aufgabe. Außerdem ist die Datenbank für jedes Modul eine andere, was die Komplexität der Datenbankpflege und des Infrastrukturmanagements weiter erhöht..
  • Testen ist eine mühsame Aufgabe: Zum Testen einer Microservices-Anwendung müssen Sie alle Module separat testen. Wobei das System des Testens verbessert wird, aber Sie können sich nur vorstellen, wie viele Tests Sie für jedes verschiedene Modul durchführen müssen. Bei Microservices im Vergleich zu monolithischen ist das Testen schwierig, da die Module möglicherweise mit unterschiedlichen Frameworks, Sprachen und Ansätzen erstellt wurden. Um die Module zu testen, müssen Sie also zuerst diese Muster identifizieren.
  • Netzwerk-Komplexität: Vernetzung bedeutet hier, wie jedes der Module auf Mikro- und Makroebene interagiert und sich verbindet. Während die Interaktionen auf der Mikroebene gewissermaßen automatisiert sind, ist die Vernetzung auf der Makroebene schwer zu verstehen.

Beispiele, wann Sie eine monolithische Architektur verwenden sollten

Wenn Sie einseitige Anwendungen wie für einen eCommerce-Shop erstellen möchten, ist es vorteilhaft, eine monolithische Architekturstruktur zu verwenden und wenn die Anwendungsgröße klein ist. Zweitens, wenn Ihre Anwendung nicht viele Updates benötigt und es nicht nötig ist, ein großes Team dafür einzustellen, ist eine monolithische Architektur die beste Wahl. Es ist möglich, eine monolithische Architektur zu verwenden, um eine groß angelegte Anwendung zu erstellen, da Sie auch zu einer Microservices-Architektur migrieren können, wenn die App skaliert werden muss.

Beispiele, wann Sie eine Microservices-Architektur verwenden sollten

Angenommen, die Anwendung und Software, die Sie bauen, hat komplexe Grundlagen und erfordert plattformübergreifende Entwicklungspraktiken, ganz zu schweigen davon, dass sie ein hohes Datenaufkommen haben wird. In diesem Fall müssen Sie sich für eine Microservices-Architektur entscheiden. Wie wir oben verstanden haben, ist bei monolithischen vs. Microservices die erstere eine starre Struktur; sie braucht kein großes Team. Wenn Sie jedoch ein großes Team benötigen, um an dem Projekt zu arbeiten, sollten Sie den Ansatz der Microservices-Architektur wählen. Ein paar Beispiele für Microservices-Architekturen sind Netflix und Facebook,

Fazit

Kurz gesagt: Die Entscheidung zwischen monolithischen und Microservices ist einfacher, wenn Sie Ihre Anforderungen von Anfang an festgelegt haben. Wenn die Anwendung, die Sie erstellen möchten, nicht datenintensiv ist, eine kleine Gruppe von Personen bedienen soll und kein großes Team erfordert, sollten Sie sich für einen monolithischen Ansatz entscheiden. Im Gegensatz dazu ist ein Microservices-Ansatz relevant, wenn Sie eine skalierbare Anwendung bauen wollen, die komplexe Funktionalitäten bietet, die mit Hilfe eines großen Teams gebaut werden können.

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