1. Монолитная архитектура:

Монолитная архитектура — это традиционный дизайн программного обеспечения, при котором все приложение разрабатывается как единое, тесно интегрированное устройство. При таком подходе все компоненты, функции и функциональные возможности тесно связаны в единой кодовой базе, что часто приводит к созданию большого и сложного приложения.

2. Архитектура микросервисов:

Архитектура микросервисов — это инновационный подход, при котором приложение разбивается на набор слабо связанных, независимо развертываемых сервисов. Каждая служба отвечает за определенные бизнес-возможности и взаимодействует с другими через четко определенные API.

Введение Шаблон душителя

«Шаблон душителя» — это стратегия проектирования и миграции программного обеспечения, используемая в контексте модернизации устаревшей системы или перезаписи приложений. Он был представлен Мартином Фаулером, известным инженером-программистом и писателем. Название узора вдохновлено тем, как некоторые растения, называемые «фигурами-душителями», растут вокруг своих деревьев-хозяев, в конечном итоге обгоняя и заменяя их.

В контексте разработки программного обеспечения паттерн душителя предполагает постепенную замену существующей системы новой. Вместо того, чтобы создавать совершенно новое приложение с нуля и заменять старое в одном выпуске, Strangler Pattern позволяет разработчикам постепенно и систематически переносить функциональные возможности из старой системы в новую.

Вот как обычно работает паттерн душителя:

  1. Определите функциональные области. Во-первых, вы определяете отдельные функциональные области или функции устаревшей системы.
  2. Создать параллельную функциональность. Разработайте эквивалентную функциональность в новой системе для одной из определенных функциональных областей. Эта новая функциональность обычно сосуществует со старой.
  3. Постепенная миграция: после того, как новая функциональность протестирована и готова, вы начинаете направлять часть пользовательского трафика или данных в новую систему для этой конкретной функции. Это можно сделать с помощью балансировщиков нагрузки или механизмов маршрутизации.
  4. Отслеживание и итерация. По мере переноса большего числа пользователей и данных вы внимательно следите за производительностью и следите за тем, чтобы новая система работала должным образом. Если возникнут какие-либо проблемы, вы сможете быстро их решить.
  5. Повторить. Продолжайте процесс создания новых функций в новой системе, постепенно перенося пользователей и данные, пока старая система не устареет и ее нельзя будет полностью вывести из эксплуатации.

К преимуществам шаблона Strangler относятся снижение риска при миграции, возможность поэтапного использования современных технологий и минимальное вмешательство в работу конечных пользователей. Это также позволяет командам разработчиков поддерживать основные бизнес-функции при постепенном улучшении всей системы.

Стоит отметить, что хотя паттерн «душитель» является полезной стратегией, он может оказаться не лучшим подходом для каждой ситуации. Решение о принятии этого шаблона должно основываться на таких факторах, как размер устаревшей системы, сложность миграции, а также конкретные требования и ограничения организации.

Миграция на микросервисы с использованием шаблона Strangler предполагает постепенное разбиение монолитного приложения на более мелкие, более управляемые микросервисы.

Вот пошаговое руководство, которое поможет вам в процессе миграции:

  1. Анализ монолита:
  • Понимать архитектуру, функциональность и зависимости существующего монолитного приложения.
  • Определите отдельные функциональные области или модули в монолите, которые можно разделить на микросервисы.

2. Определить архитектуру микросервисов:

  • Разработайте целевую архитектуру микросервисов. Определитесь с технологиями, протоколами связи (например, REST, gRPC) и инфраструктурой (например, Kubernetes, Docker), которые вы будете использовать.

3. Определите области с низким уровнем риска:

  • Начните миграцию с изолированных функциональных областей с низким уровнем риска. Выбирайте компоненты, которые имеют ограниченную зависимость от других частей монолита.

4. Создавайте новые микросервисы:

  • Разработайте новые микросервисы, чтобы воспроизвести функциональность выбранных компонентов из монолита. Обязательно создайте понятные API для связи.

5. Настройка шлюза API или прокси-сервера:

  • Для маршрутизации трафика между монолитом и микросервисами используйте шлюз API или прокси. Это позволит постепенно направлять запросы от монолита к соответствующим микросервисам.

6. Поэтапное развертывание:

  • Разверните новые микросервисы вместе с монолитом, но убедитесь, что изначально они не поддерживают критически важные функции. Начните направлять некоторые пользовательские запросы к новым службам через шлюз API.

7. Отслеживание и тестирование:

  • Отслеживайте производительность новых микросервисов и собирайте отзывы пользователей. Проведите тщательное тестирование, чтобы убедиться, что новые компоненты работают должным образом.

8. Прогрессивное расширение:

  • По мере роста доверия к новым микросервисам расширяйте их обязанности и выгружайте больше функций из монолита.

9. База данных и миграция данных:

  • Внимательно относитесь к изменениям в базе данных. Если монолит и микросервисы совместно используют базу данных, реализуйте стратегию управления миграцией данных без прерывания работы.

10. Отказаться от использования компонентов Monolith:

  • Со временем, когда в микросервисы будет перемещено больше функций, выведите соответствующие компоненты из монолита.

11. Промыть и повторить:

  • Продолжайте процесс, определяя новые функциональные области для миграции и создавая дополнительные микросервисы.

12. Непрерывное улучшение:

  • По мере миграции и усовершенствования системы постоянно ищите возможности для оптимизации и улучшения архитектуры микросервисов.

Помните, что переход на микросервисы — сложная задача, требующая тщательного планирования, тестирования и мониторинга. Путь каждой организации будет уникальным в зависимости от их конкретных требований, существующей архитектуры и ресурсов. Очень важно иметь четкое представление о структуре и зависимостях монолитного приложения, чтобы выполнить успешную миграцию с использованием шаблона Strangler.

Давайте рассмотрим пример простого монолитного приложения книжного магазина, а затем реализуем шаблон Strangler для постепенного переноса его на архитектуру микросервисов. В этом примере у нас будут функции, связанные с книгами, такие как перечисление книг, добавление книг в инвентарь и обработка заказов на книги.

Шаг 1. Создайте монолитный книжный магазин

// MonolithicBookstore.cs

public class MonolithicBookstore
{
    public void ListBooks()
    {
        // Monolithic logic to list books
        // ...
    }

    public void AddBook(string bookTitle, string author, double price)
    {
        // Monolithic logic to add a book to the inventory
        // ...
    }

    public void PlaceOrder(string bookTitle, int quantity)
    {
        // Monolithic logic to handle book orders
        // ...
    }
}

Шаг 2. Определите интерфейсы микрослужб

// IBookListing.cs

public interface IBookListing
{
    void ListBooks();
}

// IBookInventory.cs

public interface IBookInventory
{
    void AddBook(string bookTitle, string author, double price);
}

// IOrderHandler.cs

public interface IOrderHandler
{
    void PlaceOrder(string bookTitle, int quantity);
}

Шаг 3. Внедрение микросервисов

// BookListingMicroservice.cs

public class BookListingMicroservice : IBookListing
{
    public void ListBooks()
    {
        // Microservice logic to list books
        // ...
    }
}

// BookInventoryMicroservice.cs

public class BookInventoryMicroservice : IBookInventory
{
    public void AddBook(string bookTitle, string author, double price)
    {
        // Microservice logic to add a book to the inventory
        // ...
    }
}

// OrderHandlerMicroservice.cs

public class OrderHandlerMicroservice : IOrderHandler
{
    public void PlaceOrder(string bookTitle, int quantity)
    {
        // Microservice logic to handle book orders
        // ...
    }
}

Шаг 4. Внедрите прокси-сервер Strangler

// StranglerProxy.cs

public class StranglerProxy : IBookListing, IBookInventory, IOrderHandler
{
    private MonolithicBookstore monolithicBookstore;
    private IBookListing bookListingMicroservice;
    private IBookInventory bookInventoryMicroservice;
    private IOrderHandler orderHandlerMicroservice;

    public StranglerProxy()
    {
        monolithicBookstore = new MonolithicBookstore();
        bookListingMicroservice = new BookListingMicroservice();
        bookInventoryMicroservice = new BookInventoryMicroservice();
        orderHandlerMicroservice = new OrderHandlerMicroservice();
    }

    public void ListBooks()
    {
        // Route listing books request to the appropriate service
        if (/* some condition to decide when to use microservice */)
        {
            bookListingMicroservice.ListBooks();
        }
        else
        {
            monolithicBookstore.ListBooks();
        }
    }

    public void AddBook(string bookTitle, string author, double price)
    {
        // Route add book request to the appropriate service
        if (/* some condition to decide when to use microservice */)
        {
            bookInventoryMicroservice.AddBook(bookTitle, author, price);
        }
        else
        {
            monolithicBookstore.AddBook(bookTitle, author, price);
        }
    }

    public void PlaceOrder(string bookTitle, int quantity)
    {
        // Route order placement request to the appropriate service
        if (/* some condition to decide when to use microservice */)
        {
            orderHandlerMicroservice.PlaceOrder(bookTitle, quantity);
        }
        else
        {
            monolithicBookstore.PlaceOrder(bookTitle, quantity);
        }
    }
}

Шаг 5. Постепенный перенос в основной программе

// MainProgram.cs

public class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // Create an instance of the Strangler Proxy
        IBookListing stranglerProxy = new StranglerProxy();
        IBookInventory bookInventoryProxy = (IBookInventory)stranglerProxy;
        IOrderHandler orderHandlerProxy = (IOrderHandler)stranglerProxy;

        // Gradual migration - use the proxy for new requests
        // (for simplicity, we assume that we switch to microservices after some time)
        stranglerProxy.ListBooks();
        bookInventoryProxy.AddBook("Sample Book", "John Doe", 29.99);
        orderHandlerProxy.PlaceOrder("Sample Book", 5);
    }
}

В этом примере мы определили интерфейсы для каждой микрослужбы, представляющей отдельные функциональные области (листинг книг, обработка запасов и обработка заказов). Затем мы реализуем эти интерфейсы с помощью отдельных классов микросервисов.

StranglerProxy действует как API-шлюз или прокси-сервер, который направляет запросы либо в монолитный книжный магазин, либо в микросервисы на основе некоторого условия (отмечено как /* some condition to decide when to use microservice */). В реальном сценарии это условие будет более сложным, основанным на бизнес-правилах, нагрузке или других факторах.

MainProgram демонстрирует постепенную миграцию с использованием StranglerProxy для новых запросов, в то время как некоторый существующий код по-прежнему использует монолитный книжный магазин. По мере переноса дополнительных функций вы можете заменить условия в StranglerProxy, чтобы направлять все запросы в соответствующие микросервисы.

Заключение:

В заключение, Strangler Pattern — это мощная и постепенная стратегия миграции, используемая для перехода от монолитной архитектуры к архитектуре микросервисов. Это позволяет организациям модернизировать свои устаревшие системы контролируемым и итеративным образом, снижая риски и сводя к минимуму сбои в работе конечных пользователей.

Путем определения отдельных функциональных областей внутри монолита, создания эквивалентных микрослужб для каждой области и постепенного направления трафика на новые службы шаблон душителя обеспечивает плавный переход. Он обеспечивает сохранение основных бизнес-функций при постепенном улучшении системы с помощью современных технологий.

Пошаговая реализация паттерна Strangler включает создание прокси-сервера или шлюза API, который интеллектуально направляет запросы к монолиту или микросервисам на основе определенных условий. По мере переноса большего количества функций в микрослужбы и роста доверия к новой архитектуре условия корректируются, и в конечном итоге все запросы направляются в микрослужбы.

Помните, что успех реализации шаблона душителя зависит от тщательного планирования, непрерывного тестирования, мониторинга и повторения. При выборе стратегии миграции важно учитывать такие факторы, как размер приложения, зависимости между компонентами и конкретные требования организации. При правильном выполнении шаблон Strangler может привести к успешному и эффективному переходу от монолитной к микросервисной архитектуре.