Що краще моноліт чи мікросервіси? Як обрати архітектуру проєкту?

Архітектура програмного забезпечення слугує фундаментом майбутнього проєкту, і від її вибору безпосередньо залежить подальший робочий процес. Сучасне ПЗ надає розробникам безліч рішень для створення надійних і масштабованих додатків. Два основні підходи, які привертають увагу, — це монолітна і мікросервісна архітектура. 

Здається, що вибір — просто технічне рішення, але в реаліях проєктний менеджер повинен враховувати всі ризики впровадження того чи іншого варіанта. У статті детально розберемо, що вдає із себе кожен підхід, які переваги та недоліки несе, і яким чином обрати оптимальне рішення для вашого проєкту.

Software Architecture або архітектура програмного забезпечення: короткий огляд

Одне з популярних пояснень, що таке архітектура ПЗ, звучить так: «Software Architecture — високорівневий структурний розподіл програмної системи, який визначає взаємозв’язок її модулів і компонентів. По суті являє собою концептуальну основу, на якій базується вся робота програми, забезпечується її стабільність, гнучкість і масштабованість».

Основні цілі Software Architecture включають:

1. Чіткий розподіл завдань і функцій між компонентами для забезпечення прозорості та керованості.
2. Розбиття системи на невеликі, легко підтримувані модулі, що спрощує аналіз, розробку та супровід.
3. Створення компонентів, які можна повторно використовувати в різних частинах проєкту або в інших завданнях.
4. Створення системи, яка здатна адаптуватися до змін у вимогах і легко масштабуватися у відповідь на зростання бізнесу.
5. Управління ресурсами так, щоб процеси були ефективними та забезпечували необхідну продуктивність.

Архітектура програмного забезпечення може мати різні стилі та моделі: клієнт-сервер, багатокомпонентна, монолітна або мікросервісна архітектура. Два останні види на сьогодні вважаються найпопулярнішими, тому їх вивченню приділіть особливу увагу. Пам’ятайте, розробка якісної структури проєкту — ключовий етап у процесі створення стабільного та ефективного IT-продукту.

Monolithic Architecture або монолітна архітектура

Monolithic Architecture — традиційний підхід до побудови програмних продуктів, за якого весь функціонал зосереджений у кодовій базі та виконується в єдиному процесі. Весь стек застосунку, включно з призначеним для користувача інтерфейсом, бізнес-логікою і доступом до даних, інтегрований в одну програму.

Одна з ключових особливостей «моноліту» — наявність єдиного кодового базису. Це означає, що весь вихідний код застосунку знаходиться в одному місці, що полегшує його розуміння і розробку. Запуск і оновлення продукту на монолітній архітектурі вимагає мінімальних зусиль, оскільки всі компоненти знаходяться разом. Це робить процес розгортання відносно простим і зрозумілим для розробників. Завдяки централізованій структурі, процеси моніторингу та налагодження також стають простішими. Розробники можуть використовувати стандартні інструменти для відстеження проблем і поліпшення продуктивності.

Однак у цієї архітектури є й недоліки. У міру того, як монолітний застосунок збільшується в обсязі, можуть виникати обмеження в його гнучкості та масштабованості. Також при внесенні правок може знадобитися зміна всього кодового базису, а це тривалий і трудомісткий процес. У разі збою навіть одного компонента можливі серйозні проблеми у функціонуванні всього застосунку.

Монолітна архітектура — проста і зрозуміла модель розробки, яка особливо підходить для невеликих і середніх проєктів. Однак зі зростанням складності та масштабу можливі обмеження і збільшення ризиків. У цьому випадку досвідчені PM-и рекомендують розглядати альтернативний підхід — мікросервісну архітектуру.

Мікросервісна архітектура або Microservice Architecture

Microservice Architecture — підхід до розроблення програмного забезпечення, за якого застосунок розбивається на невеликі автономні сервіси, кожен з яких виконує обмежений обсяг функціонала. Усі складові системи взаємодіють між собою через API (програмний інтерфейс застосунку), що дає змогу їм функціонувати незалежно один від одного.

З визначення зрозуміло, що кожен елемент «мікросервісу» відповідає за певний функціонал, що забезпечує легкість у підтримці та модифікації IT-продуктів. Припустимо, у нас є інтернет-магазин. Замість монолітного застосунку, ми можемо розділити його на мікросервіси: для управління продуктами на складі, для обробки замовлень, для обліку користувачів тощо. Кожен сервіс відповідає за свій аспект бізнесу, що забезпечує гнучкість і масштабованість.

Основні плюси мікросервісної архітектури для розробки:

1. Девелопери можуть працювати над окремими сервісами паралельно — це прискорює процес і дає змогу гнучко масштабувати окремі компоненти продукту.
2. У разі збою в одному з мікросервісів інші можуть продовжувати свою роботу, мінімізуючи вплив на весь стек програми — це забезпечує стійкість до відмов.
3. Кожен мікросервіс може використовувати свою власну базу даних, що надає більшої гнучкості в управлінні даними — це дає змогу кожному сервісу вибирати найкращий підхід до зберігання даних залежно від своїх вимог.

Серед мінусів Microservice Architecture передусім виділимо децентралізовану структуру, яка може спричиняти складнощі в управлінні комунікаціями та мережею, версіями та оновленнями. Також у разі вибору «мікросервісів» необхідні складніші засоби моніторингу для відстеження стану та продуктивності, якщо порівнювати з «монолітом».

Мікросервісна архітектура — рішення для складніших і масштабніших проєктів, де гнучкість, незалежність розроблення та стійкість до відмов зазначені в ключових вимогах. Однак її успішна реалізація вимагає уважного управління комунікацією між сервісами.

Порівняння моноліту та мікросервісів

Розуміння різниці між типами архітектури стане вам у пригоді під час вибору оптимального варіанту для конкретного проєкту. Кожен із цих підходів має свої переваги та обмеження, тому рішення має бути ухвалене з урахуванням специфіки застосунку, його масштабів і вимог бізнесу. У таблиці розглянемо відмінність «моноліту» від «мікросервісів» за трьома основними параметрами.

Вибір між монолітною та мікросервісною архітектурою вимагає уважного аналізу проєкту. Для менеджерів, особливо на рівні Middle і вище, рекомендується освоїти основи обох підходів. Чудовим рішенням може стати проходження технічного курсу, який допоможе краще вивчити види архітектурних рішень, зрозуміти принципи їхньої роботи та ухвалювати більш обґрунтовані рішення.

Як вибрати оптимальну архітектуру: завдання проєктного менеджера

Вибір стратегії та архітектури ПЗ — критично важливий крок у життєвому циклі проєкту. Цей процес містить аналіз різних чинників, тому краще діяти вдумливо і без зайвого поспіху.

Алгоритм вибору оптимальної Software Architecture:

1. Уважно вивчіть технічне завдання. Якщо проєкт статичний, монолітна архітектура може запропонувати просте, швидке й ефективне рішення. У разі мінливих вимог, необхідності у швидкому розвитку і масштабованості краще віддати перевагу мікросервісам.
2. Якщо проєкт обмежений за масштабом і не передбачає швидкого зростання, керованим і зрозумілим для замовника варіантом стане монолітна структура. У зворотному випадку мікросервісна архітектура здатна надати більше можливостей для подальшого зростання.
3. Оцініть навички та досвід команди розробки. Якщо раніше програмісти не мали досвіду роботи з мікросервісами, перехід може зажадати додаткового навчання (відповідно — часу), а також зміни та перерозподілу процесів усередині колективу.
4. Розгляньте, наскільки часто можуть змінюватися вимоги та завдання за проєктом. Якщо ви впевнені в їхній стабільності, вибирайте «моноліт», а для внесення частих корективів підійдуть «мікросервіси».
5. Проаналізуйте бюджет і оцініть, які витрати будуть пов’язані з розробкою, розгортанням і підтримкою обраної архітектури. Не можна напевно сказати, що один із варіантів коштуватиме менше, однак монолітні системи вимагають менше вкладень на початковій стадії, але можуть вимагати більших витрат під час масштабування, коли з мікросервісами справа йде навпаки.
6. Вивчіть технічні аспекти монолітних і мікросервісних архітектур на спеціалізованому курсі або спробуйте зробити це самостійно. Такий підхід допоможе краще зрозуміти особливості кожного підходу, ризики, а також навчитися спілкуватися з командою більш ефективно.
7. Різні підходи до безпеки можуть суттєво впливати на рішення. «Моноліти», як єдине ціле, можуть забезпечити простіший контроль доступу. З іншого боку, у мікросервісах кожен елемент може мати власну систему безпеки, що забезпечує більш гнучкий, але й складніший контроль.
8. Розгляньте, які інструменти та технології вже використовуються у вашій команді. Деякі колективи вважають за краще працювати з інтегрованими засобами розробки та моніторингу, що може впливати на вибір.
9. Врахуйте стратегічні цілі бізнесу. «Мікросервіси» можуть бути гнучкішими в умовах швидкого розвитку, тоді як «моноліти» вирізняються дивовижною стабільністю.

Після ретельного аналізу всіх чинників прийміть рішення, підкріплене доводами й обґрунтуваннями. Поясніть свій вибір членам колективу і замовнику, щоб забезпечити розуміння і підтримку.

Як вибір архітектури додатків впливає на роботу компаній 

На жаль, у реальній практиці не всі керівники готові ретельно вивчати типи архітектурних застосунків, що в результаті призводить до втрат часу і грошей. Відомо багато випадків, коли молоді компанії під час запуску електронної комерції віддають перевагу «моноліту», фокусуючись на швидкому розгортанні та початковій стадії розробки. Однак зі зростанням кількості користувачів і додаванням нових функціональних можливостей продуктивність стає вузьким місцем. Необхідність у частих оновленнях і масштабуванні стикає компанії з труднощами. Унаслідок цього багато хто з них переходить до «мікросервісів», що дає змогу легше керувати змінами та забезпечує ефективніше розширення.

Попри всі плюси Microservice Architecture у випадку з масштабованими проєктами, важливо розуміти, що повний перехід на цей вид архітектури — не завжди єдиний вихід у разі зростання продажів або розширення виробництва. Існують приклади, коли керівництво вирішує перевести в «мікросервіси» лише частину функціонала. Такий варіант дешевший, але при цьому гнучкість практично не страждає. Оновлення стають менш ризикованими, і загальна продуктивність збільшується, забезпечуючи більш ефективне використання ресурсів.

Загалом кожен проєкт вимагає від менеджера зважити всі за і проти під час вибору Software Architecture. Іноді гібридний варіант — найкраще рішення. Наприклад, на курсі IAMPM для PM-ів з архітектури застосунків та управління командою ArchiTech експерти детально розповідають на прикладах, коли який підхід оптимальний, де можна залишити «моноліт», а де краще використовувати «мікросервіси».

Висновок: резюмуємо важливі моменти

Рішення про вибір між монолітною і мікросервісною архітектурою — невіддільна частина розробки, яка впливає на довгостроковий добробут проєкту. Кожна з цих структур має свої унікальні переваги та виклики, тому вміння підібрати відповідну під проєктні потреби — мистецтво, що вимагає від PM-а розгляду багатьох факторів. Приділіть належну увагу стратегії розробки, і вам не доведеться зіткнутися з додатковими витратами, складнощами та навіть переходом на іншу архітектуру.

Пам’ятайте, «моноліт» — єдине ціле, де всі модулі та компоненти міцно взаємопов’язані. Такий застосунок легко розробляти та розгортати, але складно масштабувати. «Мікросервіси» — оптимальне рішення для великих проєктів, де важлива гнучкість і можливість оновлення, «прокачування». При цьому складність розробки, управління і розгортання часто складніші, ніж у випадку з монолітною архітектурою.

Остаточне рішення вимагає експертного погляду, збалансованого розуміння технічних вимог і бізнес-потреб. Використовуйте свій досвід, застосовуйте навички аналізу і пам’ятайте, що навчання — інвестиція в себе. Якісні технічні курси для проєктних менеджерів дадуть вам змогу набути знань, які допоможуть застосунку не просто вижити в умовах конкуренції, а й процвітати в постійно мінливому цифровому світі.