マイクロサービス設計パターンの構築

マイクロサービスがサイロで動作し始めるとき: よりスマートな構築方法

その巨大なモノリシック アプリケーションを最終的にマイクロサービスに分解するまでに数か月かかりました。最初はすべて順調でした。デプロイはより速く、チームは独立して作業でき、テクノロジーの最先端にいるように感じられました。しかし、どの日から物事がうまくいかなくなり始めたのかはわかりません。

午前2時、目覚ましの音で目が覚めます。サービス A は、サービス B の小さな変更が原因でダウンしています。調査に 3 時間かかり、最終的にサービス間のあいまいな合意であることが判明しました。先週、チームは共通のユーザー認証ロジックのために、5 つの異なるサービスで同様のコードを 5 回作成しました。また、時折幽霊のように現れる、再現が難しいデータの一貫性の問題もあります。監視パネル上の複雑な呼び出しリンクを見て、突然、ある老エンジニアの言葉を思い出します。「マイクロサービスは、大きな岩を小さな岩に砕くことだけではありません。これらの小さな岩を家に組み込む方法を知らなければなりません。」

これには見覚えがありますか? サービスはどのようにして相互に確実に通信しますか? データは異なるサービスの間で正しい状態を維持しますか? 機能の変更が他のサービスに影響を与えるのを防ぐにはどうすればよいですか? これらの質問は、「マイクロサービスの設定モード」で回答します。

デザインパターン: 図面ではなくツールボックス

「パターン」という言葉に怯える必要はありません。これは、厳密に従う必要のある厳格な一連の図面ではありません。工具箱のようなものだと考えてください。 「サービスの検出」 (あるサービスが別のサービスを見つける方法) に遭遇した場合、サービスの登録と検出はツールボックス内のツールです。複数のサービスにまたがるビジネス操作を成功させるかロールバックする必要があるという悩みを抱えている場合は、「Saga モード」が最適です。これらは、数え切れないほどのつまずきを経験して洗練された、効果的で一般的な解決策です。

たとえば、電子商取引における「注文」プロセスを考えてみましょう。これには在庫の差し引きだけでなく、注文の作成、支払いの初期化、物流通知などが含まれます。モノリシック時代には、1 つのデータベース トランザクションですべてを処理できました。しかし、マイクロサービスの世界では、在庫、注文、支払いは独立しています。操作全体の一貫性を確保するにはどうすればよいでしょうか?簡単なアイデアは、注文サービスが他のすべてのサービスを同期的に呼び出すようにすることですが、1 つのリンクがスタックするとチェーン全体がスタックし、ユーザー エクスペリエンスが非常に低下します。 Saga モデルは、この長いプロセスを一連の補償可能な小さなステップに分割します。各ステップが完了すると、次のステップをトリガーするイベントがリリースされます。中間ステップが失敗した場合、前の成功したステップの「補償操作」(差し引かれた在庫のリリースなど) が自動的にトリガーされ、システムは一貫した状態にロールバックできます。ドミノ倒しのようなものです。たとえ途中の 1 つのピースが静止しなかったとしても、シーケンス全体を崩壊させるのではなく、倒れた部分を再び立ち上がらせる方法があります。

これが単なる機能ではなく、プロジェクトの「健全性」に関するものであるのはなぜですか?

これらのモードを選択して使用すると、システムを稼働させるだけではないメリットが得られます。それはチームの日々の健康状態とプロジェクトの長期的な存続に直接影響します。

可観測性です。明確な通信モデル (イベント駆動型など) を使用するシステムは、当然ながら監視が容易です。イベントは、システムによって残された明確な足跡のようなものです。ビジネス リクエストがどのサービスを通過するのか、どこで滞留するのかを簡単に追跡できます。それは回復力です。 「サーキット ブレーカー」などのパターンは、ダウンストリーム サービスが繰り返し失敗した場合に通話を決定的に「融合」し、障害が雪崩のように上方に広がるのを防ぎ、システムが自動的に修復する時間を与えます。それは進化する能力です。明確なモデル規約により、新しいメンバーはシステムのコンテキストをより早く理解できるようになり、個々のサービスの置き換えやアップグレードのリスクも制御可能になります。サービス間の混乱を招く結合という形で技術的負債が目に見えない形で蓄積されることはありません。

たくさんのモデルがありますが、どのように選択すればよいでしょうか?ここに特効薬はありませんが、考慮すべき点がいくつかあります。

• ビジネスのペースに合わせる: あなたのビジネスは頻繁に変わりますか?イベント駆動型モデルによってもたらされる疎結合は、急速に変化するシナリオにより適している可能性があります。
• チーム構造の見直し: チームは小規模で、完全に機能していますか?これは、サービス境界と通信パターンを区切る粒度に影響します。
• 複雑さについて正直になる: Saga などの一部のパターンは結果整合性を導入しており、従来のトランザクションよりも管理が複雑です。これは分散トランザクションの問題を解決しますが、状態管理の責任をビジネス ロジックに移します。それが価値があるかどうかを検討する必要があります。

「知る」から「できる」へ：本当の操作感に近づくためのいくつかのステップ

コンセプトを理解することと、それを実践し始めることは別のことです。最初から完璧を目指す必要はありません。このパスを試すことができます:

1. 一番痛いところから始める: すべてのサービスを一度にリファクタリングしようとしないでください。現在、あなたとあなたのチームにとって最も頭の痛い問題となっているインタラクションの問題点を見つけます。おそらく、それは脆弱な同期呼び出しチェーンであり、混乱を招くデータ帰属である可能性があります。パターンを使用して問題を解決することに重点を置きます (同期呼び出しを非同期メッセージに置き換えるなど)。
2. シミュレーションと描画: ホワイトボードまたはメモ帳に現在のサービス相互作用図を描画し、新しいモデルを適用した後に相互作用図を描画します。この種の視覚的な比較は、あなたとあなたのチームが変更を明確にするのに役立ち、多くの場合、見逃している境界条件を見つけることができます。
3. チームの「パターン辞書」を構築する: チームが「イベント ドリブン」や「API ゲートウェイ」などのパターンを採用することを決定した場合は、その影響、実装上の期待、責任範囲について全員が共通の理解を持っていることを確認してください。シンプルな社内合意文書は、コミュニケーションにおける誤解の多くを減らすことができます。
4. 反復を受け入れる: 最初の実装は完璧ではない可能性があります。おそらく、最初に選択したイベント形式が十分な柔軟性を備えていないか、サーキット ブレーカーの構成パラメータを調整する必要があることが判明したと思われます。これは正常です。デザイン パターンの適用自体も、継続的な学習と調整のプロセスです。

マイクロサービスの旅は、オーケストラを指揮するようなものです。それぞれの音楽家（サービス）は高度な技術を持っていますが、統一された楽譜（建築設計）と明確な指揮者のジェスチャー（コミュニケーションモード）がなければ、生み出されるのはノイズだけです。デザインパターンは、信頼できる楽譜を作成するための実績のある方法です。すべての問題を自動的に解決するわけではありませんが、分散された複雑さの中で、明確で堅牢で進化しやすいシステムを構築できる洗練された思考フレームワークとツールを提供します。

キロパワーお客様に寄り添ってこれらの課題に対処する過程で、当社のエンジニアは理論と実践のギャップを深く理解しています。私たちは、アーキテクチャ図だけでなく、実際のコードや操作でこれらのパターンを生き生きと確実に機能させる方法に焦点を当てています。なぜなら、最終的にシステムを安定して実行させるのは、美しい設計図ではなく、よく考えられたコード行と、検証されたすべての対話の決定だからです。

2005年に設立され、キロパワーは、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です。モジュラードライブテクノロジーのイノベーションを活用し、キロパワー高性能モーター、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。