Microservices là gì?

Khái niệm Microservices là gì?

Microservices là gì? Về cơ bản, microservices (hay kiến trúc vi dịch vụ) là một phương pháp phát triển phần mềm trong đó ứng dụng được xây dựng dưới dạng tập hợp các dịch vụ nhỏ, độc lập.

Mỗi dịch vụ được thiết kế để thực hiện một chức năng cụ thể và giao tiếp với nhau thông qua các giao thức đơn giản như REST API. Thay vì một khối ứng dụng lớn, hệ thống được chia thành nhiều phần nhỏ, dễ quản lý và phát triển.

Trong kiến trúc microservices, ứng dụng được xây dựng dưới dạng tập hợp các dịch vụ nhỏ, độc lập

Microservices bắt nguồn từ sự phát triển tự nhiên của kiến trúc hướng dịch vụ (Service - Oriented Architecture - SOA) vào khoảng năm 2011. Thuật ngữ này được đề xuất trong một workshop về kiến trúc phần mềm, nhưng phải đến năm 2014, khi Martin Fowler và James Lewis công bố bài viết "Microservices" trên trang web của ThoughtWorks, khái niệm này mới thực sự được công nhận rộng rãi.

Từ đó, microservices đã được áp dụng bởi các gã khổng lồ công nghệ như Netflix, Amazon, eBay, và Twitter, chứng minh hiệu quả của nó trong việc xây dựng hệ thống quy mô lớn.

Microservices bắt nguồn từ sự phát triển tự nhiên của kiến trúc hướng dịch vụ (Service - Oriented Architecture - SOA)

Các thành phần chính trong kiến trúc microservices

Kiến trúc microservices bao gồm nhiều thành phần quan trọng làm nên sức mạnh của nó:

• API Gateway: Đóng vai trò cổng giao tiếp chính, API Gateway điều phối luồng dữ liệu giữa client và các dịch vụ bên trong. Nó xử lý các yêu cầu, định tuyến chúng đến đúng dịch vụ, và có thể thực hiện các tác vụ như xác thực, cân bằng tải, và giám sát.
• Service Discovery: Trong môi trường microservices có nhiều dịch vụ hoạt động đồng thời, Service Discovery giúp tự động tìm kiếm và kết nối các dịch vụ với nhau. Nó theo dõi vị trí và trạng thái của từng dịch vụ, đảm bảo giao tiếp hiệu quả.
• Database per Service: Mỗi dịch vụ trong kiến trúc microservices sở hữu cơ sở dữ liệu riêng, giúp dịch vụ hoàn toàn độc lập và tự chủ. Điều này cho phép mỗi dịch vụ chọn loại cơ sở dữ liệu phù hợp nhất với nhu cầu của mình, dù là SQL, NoSQL, hay các giải pháp lưu trữ khác.
• Containerization: Công nghệ container như Docker và Kubernetes đóng vai trò quan trọng trong việc đóng gói, triển khai và quản lý các dịch vụ. Chúng tạo ra môi trường nhất quán để các dịch vụ hoạt động độc lập, đồng thời hỗ trợ mở rộng linh hoạt và tự động.

Cách thức hoạt động của microservices

Microservices hoạt động theo mô hình phân tán, trong đó mỗi dịch vụ là một phần mềm hoàn chỉnh, tự chứa và độc lập. Thay vì một ứng dụng đơn khối với nhiều lớp và chức năng đan xen, kiến trúc microservices tách mọi thứ thành các dịch vụ riêng biệt, mỗi dịch vụ đảm nhiệm một chức năng nghiệp vụ cụ thể.

Khi một yêu cầu đến từ người dùng, nó thường đi qua API Gateway trước. Tại đây, yêu cầu được phân tích và chuyển tiếp đến dịch vụ phù hợp. Mỗi dịch vụ xử lý phần công việc của mình và có thể giao tiếp với các dịch vụ khác nếu cần. Giao tiếp giữa các dịch vụ thường thông qua REST API hoặc các cơ chế nhắn tin như RabbitMQ, Kafka. Điều này tạo ra một hệ thống linh hoạt, các dịch vụ có thể được thêm, sửa đổi hoặc loại bỏ mà không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.

Sở đồ thể hiện cách thức hoạt động của mô hình microservices

Ví dụ minh họa: Trong một cửa hàng trực tuyến, khi khách hàng thực hiện thanh toán, yêu cầu được gửi đến API Gateway. Gateway định tuyến yêu cầu đến dịch vụ Thanh toán, sau đó dịch vụ này có thể giao tiếp với dịch vụ Xác thực người dùng để kiểm tra thông tin, dịch vụ Quản lý kho để cập nhật tồn kho, và dịch vụ Thông báo để gửi xác nhận đơn hàng. Mỗi dịch vụ làm việc độc lập nhưng phối hợp đồng bộ để hoàn thành quy trình.

Bạn đọc tham khảo thêm:

Web API là gì? Hướng dẫn toàn diện về Web API cho người mới bắt đầu

Blockchain là gì? Khám phá nguyên lý hoạt động của công nghệ chuỗi khối

So sánh microservices và monolithic architecture

Sự khác biệt giữa 2 kiến trúc  microservices và monolithic thể hiện thông qua sơ đồ

Các công cụ hỗ trợ triển khai microservices

Một số công cụ hỗ trợ triển khai microservice phổ biến hiện nay như:

• Docker: Công cụ hàng đầu để tạo và triển khai container, giúp đóng gói ứng dụng cùng với tất cả dependencies của nó. Docker đảm bảo ứng dụng hoạt động nhất quán trong mọi môi trường, từ phát triển đến sản xuất.
• Kubernetes: Nền tảng điều phối container mạnh mẽ, Kubernetes tự động hóa việc triển khai, mở rộng và quản lý ứng dụng container. Nó giúp quản lý cụm máy chủ, cân bằng tải và tự động khôi phục khi gặp sự cố.
• Spring Boot: Framework phổ biến cho phát triển microservices bằng Java, cung cấp các công cụ và thư viện sẵn có để nhanh chóng xây dựng dịch vụ độc lập. Spring Boot đi kèm với nhiều tính năng như auto-configuration và embedded servers.
• Istio: Service mesh hiện đại giúp quản lý lưu lượng và bảo mật giữa các dịch vụ. Istio cung cấp khả năng quan sát sâu, định tuyến thông minh, và kiểm soát chính sách mà không cần thay đổi mã nguồn ứng dụng.

Triển khai microservices trên Spring Boot

Ưu điểm và nhược điểm của microservices

Ưu điểm

• Mở rộng linh hoạt: Một trong những ưu điểm nổi bật của microservices là khả năng mở rộng từng dịch vụ độc lập. Khi lưu lượng tăng đối với một chức năng cụ thể, bạn chỉ cần mở rộng dịch vụ đó mà không cần tăng tài nguyên cho toàn bộ hệ thống.
• Dễ bảo trì và nâng cấp: Mỗi dịch vụ có thể được cập nhật, sửa lỗi hoặc nâng cấp mà không ảnh hưởng đến hoạt động của các dịch vụ khác. Điều này giúp giảm thời gian ngừng hoạt động và tăng tốc độ phát hành tính năng mới.
• Sử dụng công nghệ đa dạng: Microservices cho phép các nhóm phát triển chọn công nghệ phù hợp nhất cho từng dịch vụ. Một dịch vụ có thể sử dụng Node.js với MongoDB, trong khi dịch vụ khác có thể dùng Java với Oracle Database.
• Cải thiện hiệu năng: Với kiến trúc phân tán, các nhóm có thể tập trung tối ưu hiệu suất của từng dịch vụ cụ thể, nâng cao trải nghiệm người dùng và giảm thời gian phản hồi.

Nhược điểm

• Quản lý phức tạp: Việc theo dõi và quản lý nhiều dịch vụ độc lập tạo ra độ phức tạp đáng kể. Cần có hệ thống giám sát, ghi nhật ký, và cảnh báo hiệu quả để đảm bảo hệ thống hoạt động trơn tru.
• Giao tiếp giữa các dịch vụ: Khi các dịch vụ cần trao đổi dữ liệu, phát sinh thách thức về độ trễ mạng, xử lý lỗi, và đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu qua nhiều dịch vụ.
• Chi phí triển khai cao: Mô hình microservices đòi hỏi nhiều tài nguyên hơn về mặt cơ sở hạ tầng, công cụ giám sát, và chi phí vận hành. Đối với dự án nhỏ, chi phí này có thể không tương xứng với lợi ích.

Khi nào nên sử dụng microservices?

• Khi dự án cần mở rộng nhanh chóng: Nếu ứng dụng của bạn dự kiến sẽ phát triển đáng kể về quy mô và phức tạp, microservices cung cấp nền tảng lý tưởng để mở rộng dễ dàng.
• Khi muốn triển khai nhiều tính năng cùng lúc: Với nhiều nhóm làm việc trên các tính năng khác nhau, microservices cho phép phát triển song song mà không bị phụ thuộc hay xung đột.
• Khi cần sử dụng công nghệ khác nhau cho từng phần của hệ thống: Nếu các phần khác nhau của ứng dụng có yêu cầu kỹ thuật khác biệt, microservices cho phép áp dụng công nghệ phù hợp nhất cho từng chức năng.
• Khi đội ngũ phát triển lớn và phân chia theo chuyên môn: Các nhóm có thể làm việc độc lập trên các dịch vụ riêng biệt, tận dụng chuyên môn cụ thể của họ mà không cần hiểu toàn bộ hệ thống.

Kết luận

Microservices là gì? Đó là giải pháp kiến trúc phần mềm hiện đại với khả năng tăng tính linh hoạt, mở rộng và bảo trì cho hệ thống. Tuy nhiên, không phải dự án nào cũng phù hợp với microservices. Doanh nghiệp cần cân nhắc kỹ lưỡng giữa lợi ích và thách thức của kiến trúc này trước khi áp dụng.