マイクロサービスアーキテクチャ＠アーキテクチャ¶
はじめに¶
本サイトにつきまして、以下をご認識のほど宜しくお願いいたします。
01. アーキテクチャ概要¶
アーキテクチャの歴史¶
| 年代 | アーキテクチャ | 説明 | 補足 |
|---|---|---|---|
| 1999 | モノリシックアーキテクチャ | 1999年台、バックエンドのアーキテクチャとしてモノリシックアーキテクチャが台頭していた。しかし、モノリシックアーキテクチャは無秩序でつぎはぎだらけのアプリケーションになることが論文 (『大きな泥だんご』) で指摘された。 | ・https://en.wikipedia.org/wiki/Big_ball_of_mud |
| 2000 〜 2004 | サービス指向アーキテクチャ | 1999後半〜2000前半に、Thomas Erlらがアプリケーションを機能の粒度で分割するアーキテクチャを提唱した。ただ『機能』という粒度が抽象的で、概念としては提唱されていても、実装方法の確立にまでは至らなかった。 | ・https://en.wikipedia.org/wiki/Service-oriented_architecture ・https://www.serviceorientation.org/p0.html ・https://www.amazon.com/dp/0470141115 |
| 2014 | マイクロサービスアーキテクチャ | 2014年にThoughtWorks社は、サービス指向アーキテクチャとドメイン駆動設計を統合し、アプリケーションを独立したマイクロサービスの集まりに分割するアーキテクチャを提唱した。サービス指向アーキテクチャにドメイン駆動設計の高凝集/低結合の考え方を取り入れることで、実装可能な理論に昇華させた。 | ・https://martinfowler.com/articles/microservices.html ・https://atmarkit.itmedia.co.jp/ait/articles/2110/22/news006.html |
| 2017 | ミニマイクロサービスアーキテクチャ | マイクロサービスアーキテクチャのマイクロサービス自体を独立したモノリスなアプリケーションと捉えると、その分だけ開発チーム (マネージャーとエンジニア) が必要になってしまう。2017年にCloud Elements社は、これに対処するためにミニマイクロサービスアーキテクチャを提唱した。このアーキテクチャでは、マイクロサービスアーキテクチャとモノリスアーキテクチャの間をとった粒度で、アプリケーションを複数のマイクロサービスに分割する。この粒度を、マイクロサービスに対抗して『ミニマイクロサービス』または『MASA』とよぶ。 | ・https://blog.cloud-elements.com/pragmatic-microservices-architecture ・https://atmarkit.itmedia.co.jp/ait/articles/2110/22/news006.html |
| 2018 | モジュラーモノリスアーキテクチャ | ミニマイクロサービスアーキテクチャではマイクロサービスの粒度が大きくなったものの、複数のマイクロサービスが必要になることは変わらず、その分だけ開発チームが必要になる問題は解決されなかった。そこで、Root Insurance社はモジュラーモノリスを提唱した。モジュラモノリスでは、マイクロサービスアーキテクチャとモノリスアーキテクチャの間をとった粒度で、アプリケーションを細かいモジュールに分割する。最初、モジュラーモノリスとして設計し、マイクロサービスアーキテクチャに移行していくという選択肢もある。 | ・https://medium.com/@dan_manges/the-modular-monolith-rails-architecture-fb1023826fc4 ・https://creators-note.chatwork.com/entry/2020/12/02/090000 ・https://eh-career.com/engineerhub/entry/2022/07/25/093000 |
各アーキテクチャの粒度の比較¶
| モジュールの大きさ | 粒度名 | 説明 |
|---|---|---|
| 一番大きい | モノリシック | アプリケーションのモジュールが分割されておらず、アプリケーションをデプロイの単位とする。 |
| モジュラー | アプリケーションがモジュールに分割されており、アプリケーションをデプロイの単位とする。モジュール間のデータのやり取りに通信を使用するか否かや、モジュール間でDBを共有するか否かの選択によって、作成パターンがいくつかある。 ・https://scrapbox.io/tsuwatch/%E3%83%A2%E3%83%8E%E3%83%AA%E3%82%B9%E3%81%A8%E3%83%9E%E3%82%A4%E3%82%AF%E3%83%AD%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%93%E3%82%B9%E3%81%AE%E3%81%82%E3%81%84%E3%81%A0 |
|
| ミニマイクロサービス | アプリケーションがサブドメイン (または境界づけられたコンテキスト) を単位としたマイクロサービスに分割されており、アプリケーションを構成するマイクロサービスのある程度のまとまりをデプロイの単位とする。また、DBを各マイクロサービスで共有する。 | |
| 一番小さい | マイクロ | アプリケーションがサブドメイン (または境界づけられたコンテキスト) を単位としたマイクロサービスまたはルートエンティティに分割されており、アプリケーションを構成するマイクロサービスそれぞれをデプロイの単位とする。また、DBを各マイクロサービスで共有せずに、マイクロサービスごとに配置する。 |
プレゼンテーションドメイン分離¶
モノリシックの段階では、フロントエンドとバックエンドが1つのアプリケーションで密結合になっている。
フロントエンドとバックエンドを分離した段階では、フロントエンドとバックエンドが異なるアプリケーションとして分離される。
マイクロサービスでの段階では、さらにバックエンドが複数のアプリケーションとAPIアグリゲーション層に分離される。
関連パターン¶
▼ 関連パターンとは¶
マイクロサービスアーキテクチャでは固有の問題が起こる。
これを解決するための関連パターンがたくさんある。
＊実装例＊
microservices.ioサイトで紹介しきれていない実装方法は、softwarepatternslexiconサイトで確認できる。
▼ マイクロサービスアーキテクチャとクラウドネイティブ¶
優れたクラウドネイティブアプリケーションを作成するには、マイクロサービスアーキテクチャとクラウドネイティブ技術が必要である。
マイクロサービスアーキテクチャの関連パターンは、クラウドネイティブ技術で代替できる。
| マイクロサービスの関連パターン | クラウドネイティブ技術 |
|---|---|
| Externalized configuration | Kubernetes ConfigMap、Kubernetes Secret |
| サービスディスカバリー | Kubernetes Service |
| 負荷分散 | Kubernetes Service |
| APIゲートウェイ | Kubernetes Ingress |
| 集中ロギング | Fluentd |
| 集中メトリクス | Prometheus、Grafana |
| 分散トレース | OpenTelemetry、Grafana Tempo |
| 回復力 | Kubernetes Probe、Istio |
| 自己回復 | Kubernetes Deployment |
| ... | ... |
02. マイクロサービスアーキテクチャの特徴¶
特徴¶
▼ ビジネスのスケーリングに強い¶
ビジネスがスケーリングする時、マイクロサービスの新規実装または削除を行えば良いため、ドメイン層の激しい変化に強い。
▼ コンウェイの法則が働く¶
マイクロサービスアーキテクチャにより、組織構造が小さなチームの集まりに変化することを期待できる。
▼ 高頻度でリリース可能¶
各マイクロサービスを独立してデプロイできるため、高頻度でリリースできる。
▼ 障害の影響が部分的¶
いずれかのマイクロサービスに障害が発生したとして、サーキットブレイカーを使用することにより、ダウンストリーム側マイクロサービスへの障害の波及を食い止められる。
そのため、障害の影響が部分的となり、アプリケーション全体が落ちてしまうことがない。
▼ 複数の開発言語を使用可能¶
マイクロサービス間で、共通のデータ記述言語を使用してデータ通信を行えば、各マイクロサービスの開発言語が異なっていても問題ない。
アーキテクチャ例¶
▼ Eコマース (Googleのサンプル)¶
srcディレクトリに各マイクロサービスのディレクトリを配置する。
- カート
- 商品検索とインデックス
- 通貨の変換
- クレジットカード
- 送料と発送
- 注文確認メール
- 注文フロー
- レコメンド
- 広告
- 合成監視
▼ Eコマース (メルカリのサンプル)¶
servicesディレクトリに各マイクロサービスのディレクトリを配置する。
- 認証
- カタログ
- 顧客
- 商品
▼ Eコマース (Datadogのサンプル)¶
- 広告
- 割引
▼ Eコマース (Amazon)¶
▼ SNS (Twitter)¶
▼ 地図 (Google Map)¶
フレームワーク¶
マイクロサービスアーキテクチャのフレームワークとして、Dapr、Axon、Eventuate、MicroProfile LRAなどがある。