スプリングブートマイクロサービスコース

サーボモーターからマイクロサービスまで: ハードウェアの考え方と Spring Boot が出会うとき

サーボモーターのパルス信号に精通し、ステアリングギアの角度精度を理解し、機械構造の簡単な伝達図を描くこともできます。しかし、「マイクロサービス アーキテクチャ」という言葉を初めて聞いたとき、別の言語を聞いているように感じましたか?これらのおなじみの PID 制御とトルク カーブは、このクラウド ネイティブの世界から壁によって隔てられているように見えます。

多くの人が同様の問題を経験しています。私たちは物理世界のロジックには精通していましたが、柔軟でスケーラブルなソフトウェア バックエンドを構築する方法には慣れていませんでした。最近のプロジェクトはロボット アームの正確な動きだけではなく、その背後にあるデータ フロー、ステータス管理、サービス通信のセット全体も含まれていることにお気づきかもしれません。サーボ システムの応答がどんなに速くても、命令を受け取るアプリケーション プログラムが硬直していて保守が困難であれば、全体のパフォーマンスは大幅に低下します。

それは、精巧なギアボックスを設計したものの、動力を伝達するために壊れやすいシャフトを使用したようなものです。ソフトウェア アーキテクチャがボトルネックになっています。

ここで疑問が生じます。ハードウェアの専門知識をソフトウェアの世界でうまく機能させるにはどうすればよいでしょうか?

これはまさにキロパワーSpring Boot マイクロサービス コースを立ち上げる当初の目的。空虚なソフトウェア理論について話したいのではなく、よく知っているシナリオから始めましょう。自動化された生産ライン用の監視システムを開発する必要があると想像してください。各ワークステーション (おそらくサーボ駆動の組み立てアーム) は、独自のステータス (位置、温度、アラーム コード) をリアルタイムで報告する独立した「サービス」です。これらのサービスは、効率的に編成、監視、スケジュール設定する必要があります。これは本質的に、マイクロサービスが解決したい問題です。

私たちのコースでは、「Spring Cloud とは何か」の定義から始めるのではなく、特定の小さな「サービス」、たとえば、シミュレートされた「サーボ ステータス レポート サービス」から始めます。 Spring Boot を使用してこのサービスを自分でセットアップし、それが独立したインテリジェントなモジュールのようにどのように実行されるかを確認します。次に、2 つ目のサービスである「モーションコマンド発行サービス」を紹介します。このとき、重要な問題が生じます。それらの間でどのように通信するかということです。

2 つの機械ユニットが連携して動作しているようなものです。ハードワイヤリング (モノリシック アーキテクチャと同様) を使用することもできますが、面倒になります。より良いアプローチは、明確なシグナリング プロトコル (HTTP API またはメッセージ キュー) を確立することです。これら 2 つの方法を実践して違いを感じていただきます。これらの「プロトコル」（API インターフェイス）を設計して、正確なパルス信号のようにサービス間でデータが確実に受け渡されるようにする方法を学びます。

次に「サービスディスカバリ」です。動的な環境では、サービスはいつでも開始、停止、または移行できます。生産ライン上のデバイスがホットスワップされるのと同じように、各サービスがどこにあるかをリアルタイムで知るには「レジストリ」が必要です。このメカニズムを実装して、管理するデバイス インベントリと同じくらい直感的に操作できるようにします。

当然のことながら、コース中には質疑応答の時間があります。

• 「これはハードウェアで使用しているモジュラー設計とどう違うのですか?」
  • 考慮すべきこと:核となるアイデアは驚くほど似ており、高い凝集性と低い結合性を備えています。各マイクロサービスは、責任の明確な境界を持つ、完全に機能する回路基板またはドライバー モジュールのようなものです。違いは、ソフトウェア サービスの分割がより柔軟であり、展開と拡張が物理的な制約にほとんど制限されないことです。このような思考マッピングをコース内で繰り返し比較していきます。
• 「複雑さは増しましたか? 非常に多くの『サービス』をどのように管理すればよいでしょうか?」
  • はい、新たな複雑さが導入されます。たとえば、ネットワーク通信の信頼性や分散データの整合性などです。ただし、このコースの重要なポイントの 1 つは、この複雑さを回避するのではなく、成熟したツールとパターンを使用して管理する方法を教えることです。これは、上位レベルのコントローラーを使用して複数のモーター軸を管理するのと似ています。システムは複雑ですが、その結果、全体的な制御性と保守性が向上します。

機械およびハードウェアのバックグラウンドを持つ学習者の利点は、強力なシステム思考と問題分解能力にあることがわかっています。このコースは、この能力をソフトウェア分野に応用できるように設計されています。用語の攻撃を心配する必要はありません。新しい概念にはそれぞれ、理解できる例えや小さな実際の例が付属しています。

キロパワーのコースデザインには、この「つながりの感覚」が込められています。受動的に聞くだけではなく、ブロックを積み上げるような一連の進歩的な実践的な実験を通じて、単一のサービスから連携して動作する小さなシステムを徐々に構築していきます。その過程で、シミュレートされた「故障」に遭遇し、溶断と劣化を実装する方法を学びます。これは、システムの電気保護回路を設計するようなものです。

コースを完了して振り返ると、「マイクロサービス」がもはや漠然とした概念ではないことがわかります。それはあなたのツールボックスにおける新しい設計パラダイムとなります。次回、ソフトウェアとハ​​ードウェアを組み合わせたプロジェクトを計画するときは、当然のことながら、「この機能は独立したサービスにするべきか?」と考えるでしょう。安定させるにはインターフェイスをどのように定義すればよいでしょうか?そのデータには別のデータベースが必要ですか?

最終的な目標は、落ち着いた感覚を与えることです。洗練されたサーボ システムに直面している場合でも、それをサポートするソフトウェア バックエンドを構築している場合でも、統一されたモジュール式の考え方でサーボ システムを設計および制御できます。ハードウェアからソフトウェアに至るまで、プロジェクトには強固な骨格と柔軟なジョイントが含まれます。

これは Spring Boot に関する単なる技術クラスではありません。これは思考の領域の拡張です。キロパワー物理からデジタルへ、歯車からコードへのこのスムーズな移行を完了するために、皆さんと協力できることを楽しみにしています。

2005 年に設立された Kpower は、中国広東省東莞に本社を置く、コンパクトモーションユニットの専門メーカーとして活動してきました。 Kpower は、モジュール式ドライブ技術の革新を活用して、高性能モーター、高精度減速機、マルチプロトコル制御システムを統合し、効率的でカスタマイズされたスマート ドライブ システム ソリューションを提供します。 Kpower は、スマート ホーム システム、自動エレクトロニクス、ロボティクス、精密農業、ドローン、産業オートメーションなどのさまざまな分野をカバーする製品で、世界中の 500 を超える企業クライアントにプロフェッショナルなドライブ システム ソリューションを提供してきました。