Re-engineering van legacy software met behulp van microservices

Het opnieuw ontwerpen van legacy software met behulp van microservices is niet alleen mogelijk, maar is ook een veelvoorkomende aanpak. Microservices-architectuur biedt namelijk een manier om de schaalbaarheid, onderhoudbaarheid en flexibiliteit van legacy systemen te moderniseren en te verbeteren. In dit artikel beschrijf ik waar je rekening mee moet houden en hoe je dit aanpakt.

Wat zijn microservices?

Microservices zijn een softwarearchitectuurstijl die een applicatie structureert als een verzameling losjes gekoppelde, onafhankelijk inzetbare services. Elke microservice is ontworpen om een ​​specifieke bedrijfsfunctie te verwerken en kunnen we daardoor onafhankelijk van andere services binnen de applicatie ontwikkelen, inzetten en schalen. Deze aanpak contrasteert dus met de traditionele monolithische architectuur, waarbij alle componenten in één grote codebase zijn verweven.

Belangrijkste kenmerken van microservices

1. Eén enkele verantwoordelijkheid: Elke microservice richt zich op een specifieke zakelijke mogelijkheid of functie.
2. Onafhankelijkheid: Microservices kunnen onafhankelijk worden ontwikkeld, geïmplementeerd en geschaald.
3. Autonoom: Elke microservice is tevens een op zichzelf staande eenheid, doorgaans met een eigen database en toegewezen bronnen.
4. Communicatie: Microservices communiceren met elkaar via goed gedefinieerde API’s, vaak met behulp van HTTP/REST, gRPC of berichtenwachtrijen.
5. Gedecentraliseerd datamanagement: Elke microservice managet zijn eigen data, waardoor gegevensinkapseling en autonomie worden bevorderd.
6. Polyglot programmeren: Verschillende microservices kunnen we ontwikkelen met behulp van verschillende programmeertalen en technologieën die het meest geschikt zijn voor hun specifieke taken.
7. Foutisolatie: Fouten in één microservice worden niet doorgegeven aan andere services, zodat de algehele veerkracht van de applicatie verbetert.

Voordelen van microservices

1. Schaalbaarheid: Microservices zorgen ervoor dat afzonderlijke componenten onafhankelijk van elkaar kunnen schalen, afhankelijk van de vraag.
2. Flexibiliteit: Ontwikkelaars kunnen verschillende technologieën en frameworks gebruiken voor verschillende services.
3. Veerkracht: Als één microservice uitvalt, betekent dat niet automatisch dat het hele systeem platligt.
4. Snellere ontwikkeling: Kleinere teams kunnen tegelijkertijd aan verschillende services werken, waardoor de ontwikkelingscycli worden versneld.
5. Eenvoudigere implementatie: CI/CD-pipelines (Continuous Integration en Continuous Deployment) kunnen we eenvoudiger implementeren.
6. Beter onderhoudbaar: Kleinere, gerichte codebases zijn gemakkelijker te beheren en te begrijpen.
7. Herbruikbaarheid: Veelgebruikte microservices kunnen we in verschillende toepassingen hergebruiken, waardoor we de ontwikkeltijd en -inspanning verminderen.

De nadelen

1. Complexiteit: De architectuur introduceert extra complexiteit op het gebied van communicatie tussen services, gegevensconsistentie en servicedetectie.
2. Operationele overhead: Het beheren van een groot aantal services vereist robuuste monitoring-, logging- en beheertools.
3. Datamanagement: Het kan een uitdaging zijn om de consistentie van data te waarborgen en gedistribueerde transacties te managen.
4. Latentie: Communicatie tussen services via een netwerk kan latentie veroorzaken.
5. Beveiliging: Elke service moeten we afzonderlijk beveiligen, waardoor de overheadkosten voor beveiligingsbeheer toenemen.

Veelvoorkomende use cases

• E-commerceplatforms: Verwerken uiteenlopende functies, zoals voorraadbeheer, betalingsverwerking en gebruikersauthenticatie.
• Streamingdiensten: Management van videocodering, gebruikersaanbevelingen en contentlevering.
• Financiële diensten: Ondersteunende functies zoals accountbeheer, transactieverwerking en fraudedetectie.

De meest voorkomende soorten microservices

Microservices kunnen sterk variëren, afhankelijk van de specifieke behoeften en architectuur van de applicatie. Er zijn echter veelvoorkomende typen microservices die veel applicaties gebruiken. Hier zijn enkele van de meest voorkomende typen:

1. Microservice voor gebruikersbeheer.
2. Productcatalogus-microservice.
3. Microservice voor orderbeheer.
4. Betalingsmicroservice.
5. Meldingsmicroservice.
6. Microservice voor verzending en levering.
7. Microservice voor voorraadbeheer.
8. Analyse- en rapportagemicroservice.
9. Zoek microservice.
10. Microservice voor contentbeheer.
11. Aanbeveling Microservice.
12. Communicatiemicroservice.
13. Authenticatie- en autorisatiemicroservice.
14. Facturering en abonnementsmicroservice.
15. Microservices voor klantenondersteuning.

De typen geïmplementeerde microservices zijn afhankelijk van de specifieke vereisten zoals de architectuur van de applicatie. Algemene microservices bieden een modulaire en schaalbare manier om verschillende bedrijfsfunctionaliteiten te verwerken, waardoor efficiëntere ontwikkeling, implementatie en beheer van complexe applicaties mogelijk wordt.

Microservicesarchitectuur biedt een moderne, schaalbare en veerkrachtige manier om complexe applicaties te bouwen, waardoor organisaties snel kunnen inspelen op veranderende zakelijke behoeften en technologische ontwikkelingen.

Zijn microservices bruikbaar voor de re-engineering van elk soort software?

Microservices zijn een krachtige architectuurstijl, maar ze zijn niet per se geschikt voor elk type software. De beslissing om microservices te gebruiken voor re-engineering moet namelijk gebaseerd zijn op specifieke criteria en de unieke behoeften van het project. Hier zijn enkele overwegingen om te bepalen of microservices geschikt zijn voor re-engineering van een bepaald stuk software:

Geschikt voor een microservices scenario

• Grote en complexe systemen: Microservices zijn ideaal voor grote, complexe applicaties met veel verschillende componenten en functionaliteiten. Ze zorgen namelijk voor betere modulariteit en scheiding van zorgen.
• Regelmatige updates en Continuous Deployment: Als de applicatie frequente updates en implementaties vereist, kunnen microservices uitkomst bieden door onafhankelijke implementatie van services mogelijk te maken, waardoor de downtime en implementatierisico’s worden verminderd.
• Teamstructuur: Organisaties met meerdere ontwikkelteams kunnen profiteren van microservices, omdat teams onafhankelijk van elkaar aan verschillende services kunnen werken.
• Diverse technologie stacks: Wanneer verschillende onderdelen van een applicatie baat kunnen hebben bij verschillende technologieën, maken microservices het mogelijk om voor elke taak het beste hulpmiddel te gebruiken.

Minder geschikt voor een microservices scenario

• Kleine, eenvoudige toepassingen: Voor kleine en relatief eenvoudige toepassingen kunnen de overheadkosten van het beheren van meerdere services groter zijn dan de voordelen.
• Lage veranderingsfrequentie: Als een applicatie stabiel is, niet vaak wordt bijgewerkt en er weinig behoefte is aan schaalbaarheid, kan een monolithische architectuur eenvoudiger en kosteneffectiever zijn.
• Strakke koppeling en gedeelde status: Toepassingen die sterk afhankelijk zijn van een gedeelde status en een nauwe koppeling tussen componenten, kunnen bij de overgang naar microservices voor uitdagingen komen te staan.
• Beperkte middelen: Organisaties met beperkte middelen (bijvoorbeeld kleine teams, budgetbeperkingen) kunnen moeite hebben met de operationele complexiteit en overhead van microservices.
• Legacy-systemen met sterke afhankelijkheden: Sommige oudere systemen hebben mogelijk diepgewortelde afhankelijkheden en nauw gekoppelde modules, waardoor de overgang naar microservices complex en riskant kan zijn.

Stappen om legacy software opnieuw te ontwerpen met microservices

1. Beoordeling en planning
   – Analyseer het oude systeem: Krijg inzicht in de architectuur, componenten, afhankelijkheden en gegevensstromen van het bestaande systeem.
   – Identificeer microservicekandidaten: Verdeel de monolithische applicatie in kleinere, beheersbare componenten die kunnen worden omgezet in microservices.
   – Stel doelen: definieer wat we met de re-engineering willen bereiken, bijvoorbeeld betere prestaties, schaalbaarheid of eenvoudiger onderhoud.
2. Ontwerp de microservicesarchitectuur
   – Definieer grenzen: Stel duidelijke grenzen vast voor elke microservice en zorg ervoor dat ze één enkele verantwoordelijkheid hebben en zo min mogelijk afhankelijkheden.
   – Data Management: Bepaal hoe we de data gaan managen. Elke microservice zou zijn eigen database moeten hebben om losse koppeling te garanderen.
   – Communicatie: Kies communicatieprotocollen (bijv. REST, gRPC, berichtenwachtrijen) en ontwerp API’s voor communicatie tussen services.
3. Incrementele ontwikkeling en implementatie
   – Wurg de monoliet: Vervang geleidelijk delen van het oude systeem door microservices en zorg ervoor dat het systeem tijdens de transitie functioneel blijft.
   – Bouwen en implementeren: Ontwikkel en implementeer elke microservice onafhankelijk. Gebruik CI/CD-pipelines om testen en implementatie te automatiseren.
   – Integreren en testen: Zorg ervoor dat nieuwe microservices soepel integreren met het resterende legacysysteem.
   – Voer uitgebreide tests uit om functionaliteit en prestaties te verifiëren.
4. Monitoring en optimalisatie
   – Monitoring: Implementeer monitoring en logging om de prestaties en de status van microservices te volgen.
   – Optimalisatie: Analyseer en optimaliseer microservices continu op prestaties, resourcegebruik en schaalbaarheid.

Uitdagingen en overwegingen

Door een gestructureerde aanpak te volgen en rekening te houden met mogelijke uitdagingen, kunnen we legacy software dus effectief ombouwen tot een modern, op microservices gebaseerd systeem. Dit biedt op de lange termijn voordelen op het gebied van schaalbaarheid, flexibiliteit en onderhoudbaarheid. Dit zijn veelvoorkomende uitdagingen:

Ontwikkel uitdagingen

• Het kan een uitdaging zijn om gegevensconsistentie te behouden in gedistribueerde services.
• Om betrouwbare en efficiënte communicatie tussen microservices te garanderen, is ook een zorgvuldig ontwerp vereist.
• Elke microservice moeten we afzonderlijk beveiligen, waardoor de overhead voor beveiligingsmanagement toeneemt.
• Het team moet zich mogelijk aanpassen aan nieuwe manieren van werken, waaronder DevOps-praktijken en meer autonome ontwikkeling.

Transitie-uitdagingen

• Microservices introduceren complexiteit in termen van implementatie, monitoring en beheer. Het verzekeren van effectieve communicatie, dataconsistentie en fouttolerantie kan een uitdaging zijn.
• De behoefte aan robuuste communicatiemechanismen tussen services draagt ​​bij aan de complexiteit.
• Netwerklatentie en betrouwbaarheid vereisen zorgvuldig beheer.
• Het beheren van gedistribueerde data en het waarborgen van consistentie tussen microservices kan lastig zijn, vooral wanneer transacties meerdere services omvatten.
• Voor een effectieve implementatie van microservices is een volwassen DevOps-cultuur en een geavanceerde infrastructuur voor continue integratie en continue implementatie (CI/CD), orkestratie (bijvoorbeeld Kubernetes) en monitoring vereist.

Besluitvormingsproces software opnieuw ontwerpen met microservices

1. Beoordeel de huidige architectuur
   Evalueer de huidige status van de applicatie, inclusief de grootte, complexiteit en afhankelijkheden
2. Identificeer doelen en voordelen
   Definieer de doelen van de re-engineering (bijvoorbeeld schaalbaarheid, onderhoudbaarheid) en beoordeel of microservices de gewenste voordelen kunnen bieden.Analyseer haalbaarheid.
3. Denk na over de haalbaarheid van de overstap naar microservices, inclusief de mogelijke impact op bestaande activiteiten en de technische uitdagingen die dat met zich meebrengt.
4. Plan incrementele overgang
   Plan een stapsgewijze overgang naar microservices, beginnend met minder kritische componenten, om ervaring op te doen en de aanpak te valideren.
5. Zorg voor organisatorische gereedheid
   Zorg ervoor dat de organisatie over de benodigde vaardigheden, middelen en infrastructuur beschikt om een ​​microservicesarchitectuur te ondersteunen.

Hoewel microservicesarchitectuur veel voordelen biedt, vormen bepaalde functies aanzienlijke uitdagingen vanwege de gedistribueerde aard van het systeem. Het aanpakken van deze uitdagingen vereist een zorgvuldig ontwerp, de juiste keuze van tools en technologieën en een robuuste DevOps-cultuur om de complexiteit te beheren en de betrouwbaarheid, schaalbaarheid en prestaties van het systeem te garanderen.

Waar moeten we op letten voordat we ervoor kiezen om oude software opnieuw te ontwerpen?

Voordat we besluiten om legacy software opnieuw te ontwerpen met behulp van microservices, is het belangrijk om verschillende overwegingen zorgvuldig te evalueren om ervoor te zorgen dat de aanpak geschikt is voor onze specifieke situatie. Dit zijn de belangrijkste factoren om rekening mee te houden:

1. Zakelijke doelstellingen.
2. Analyse van het huidige systeem.
3. Technische haalbaarheid.
4. Organisatorische paraatheid.
5. Kosten- en middelenoverwegingen.
6. Operationele complexiteit.
7. Datamanagement.
8. Communicatie en integratie.
9. Migratiestrategie.
10. Testen en kwaliteitsborging.
11. Prestaties en schaalbaarheid.
12. Regelgevende en nalevingsvereisten.

Conclusie re-engineering met behulp van microservices

Het herontwerpen van legacy software naar een microservicesarchitectuur kan aanzienlijke voordelen bieden, maar het brengt ook aanzienlijke uitdagingen en complexiteiten met zich mee. Het grondig evalueren van deze factoren en het voorbereiden van een gedetailleerd plan zal helpen een succesvolle overgang te verzekeren. Het betrekken van stakeholders, het onderhouden van duidelijke communicatie en het aannemen van een iteratieve benadering van ontwikkeling en implementatie zijn echter cruciaal om risico’s te beperken en de gewenste resultaten te bereiken.

Microservices kunnen dus een zeer effectieve aanpak zijn voor het herontwerpen van veel soorten software, met name die welke groot, complex zijn en een hoge schaalbaarheid en flexibiliteit vereisen. Ze zijn echter geen one-size-fits-all oplossing. De beslissing om microservices te gebruiken moet bovendien zorgvuldig worden overwogen op basis van de specifieke context, doelen en beperkingen van het project. Voor kleinere, eenvoudigere applicaties of applicaties met sterke afhankelijkheden en beperkte middelen, kunnen een monolithische architectuur of andere architectuurstijlen geschikter zijn.

Discussieer mee op ITpedia LinkedIn of op Financial Executives LinkedIn.