Tìm hiểu phương pháp phát triển Microservice và mô hình lập trình tương ứng

Không phải ngẫu nhiên mà những “kỳ lân công nghệ” như Twitter hoặc Netflix đều chọn Microservice để phát triển ứng dụng. Mô hình lập trình này sở hữu hàng loạt tiện ích quan trọng trong việc nâng cấp phần mềm. Vậy Microservice là gì? Tính đặc trưng của mô hình kiến trúc này như thế nào? Mời bạn cùng FPT Shop khám phá qua nội dung dưới đây. 

Giới thiệu sơ lược về mô hình Microservice

Microservice là một mô hình kiến trúc phần mềm phân tán được ứng dụng với mục đích phân chia thành các dịch vụ nhỏ. Nền tảng hoạt động hoàn toàn độc lập dựa trên các bước chạy và quản ly. Mỗi dịch vụ do Microservice cung cấp đều tập trung vào một chức năng cụ thể.

Công cụ có thể giao tiếp với các dịch vụ khác thông qua nhiều giao diện chuẩn như HTTP hoặc Message queues. Kiến trúc Microservice giúp cho việc phát triển và mở rộng ứng dụng trở nên linh hoạt hơn. Đồng thời, nền tảng còn tạo ra hệ thống có khả năng chịu lỗi tốt hơn.

Phân tích tính đặc trưng của Microservice

Tính độc lập

Sự độc lập của Microservice thể hiện ở một số khía cạnh quan trọng, điển hình như

• Độc lập trong phát triển: Mỗi dịch vụ Microservice được phát triển bởi một nhóm phát triển độc lập. Điều này giúp tăng tốc độ phát triển và giảm sự phụ thuộc giữa các phần của hệ thống.
• Độc lập trong triển khai: Các dịch vụ Microservice sẽ được triển khai một cách độc lập. Người dùng có thể cập nhật hoặc mở rộng một dịch vụ cơ bản mà không ảnh hưởng đến các dịch vụ khác trong hệ thống.
• Độc lập trong quản lý: Mỗi dịch vụ Microservice được ứng dụng công nghệ quản lý và mở rộng một cách độc lập. Đây là cách tối ưu hóa và thực hiện các thay đổi mà không ảnh hưởng đến các dịch vụ khác.
• Độc lập trong ngôn ngữ và công nghệ: Mỗi dịch vụ Microservice được xây dựng bằng ngôn ngữ lập trình và công nghệ khác nhau, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của dịch vụ đó.

Tính chuyên biệt

Tính chuyên biệt của Microservice nằm ở cách dịch vụ tập trung vào việc thực hiện một chức năng cụ thể hoặc phục vụ một mục tiêu kinh doanh rõ ràng. Người dùng có thể phân chia công việc cụ thể trong hệ thống để dễ dàng quản lý hơn. 

Mỗi Microservice được thiết kế để hoàn thành một nhiệm vụ nhất định. Điển hình như: quản lý thành phần cụ thể của dữ liệu, xử lý giao dịch cơ bản, cung cấp dịch vụ cho người dùng và các chức năng khác.

Tính chuyên biệt của nền tảng tạo ra sự linh hoạt khi người dùng phát triển và triển khai hệ thống. Ngoài ra, nó còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý và bảo trì. Mặt khác, khi một dịch vụ cần cải thiện hoặc thay đổi thì người dùng chỉ cần tập trung vào một Microservice cụ thể. Hoạt động cải tiến không ảnh hưởng đến các phần khác của hệ thống.

Khả năng phòng lỗi

Khả năng phòng chống lỗi của Microservice gắn liền với lối thiết kế phân tán và tính chuyên biệt của nó. Dưới đây là một số lợi ích của việc sử dụng Microservice để tăng cường khả năng chịu lỗi trên hệ thống:

Mô hình Microservice có chức năng phòng chống lỗi thông qua việc cách ly các dịch vụ thành các thành phần độc lập. Nếu một dịch vụ gặp sự cố thì chỉ dịch vụ đó đó bị ảnh hưởng, còn lại các phần khác của hệ thống vẫn tiếp tục hoạt động.

Mỗi dịch vụ Microservice sẽ tự điều chỉnh và tái phục hồi sau khi xảy ra lỗi. Điều này làm giảm thời gian chết và tối ưu hóa quá trình hoạt động liên tục của dịch vụ. Khi phân chia ứng dụng thành các dịch vụ nhỏ, tiện ích có thể giảm tác động của sự cố lên toàn bộ hệ thống. Đây cũng là khả năng tăng tính "chịu lỗi" và phục hồi của hệ thống.

Microservice có khả năng tự động mở rộng hoặc thu hẹp theo nhu cầu. Tiện ích đóng vai trò lớn trong việc tối đa hóa khả năng chịu tải và đảm bảo hệ thống vẫn hoạt động một cách hiệu quả ngay cả khi có tải cao.

Đánh giá ưu và nhược điểm của Microservice

Ưu điểm

• Tính linh hoạt và mở rộng: Mô hình Microservice cho phép mỗi dịch vụ được phát triển, triển khai và mở rộng một cách độc lập. Từ đó tạo ra nhiều điều kiện thuận lợi cho việc tối ưu hóa tài nguyên và hiệu suất của hệ thống.
• Khả năng chịu lỗi: Thiết kế phân tán của Microservice làm giảm tác động của sự cố và nâng cao khả năng phục hồi của hệ thống.
• Sự tập trung: Mỗi dịch vụ Microservice chịu trách nhiệm cho một chức năng chính của phần mềm. Nguyên tắc này tạo sự rõ ràng và về trách nhiệm, cách sử dụng, quản lý.
• Công nghệ đa dạng: Mô hình Microservice tích hợp nhiều công nghệ khác nhau cho từng dịch vụ, tối ưu hóa khả năng sử dụng công nghệ phù hợp cho mỗi trường hợp cụ thể.

Nhược điểm

• Phức tạp trong quản lý: Mô hình Microservice đòi hỏi việc quản lý nhiều dịch vụ độc lập. Người dùng cần chú ý đến cách xử lý các vấn đề liên quan đến hoạt động giao tiếp giữa các dịch vụ.
• Đồng nhất hóa và chuẩn hóa: Việc đảm bảo sự đồng nhất hóa và chuẩn hóa giữa các dịch vụ đòi hỏi khả năng quản lý cẩn thận để tránh sự phân tán.
• Chi phí phát triển ban đầu: Việc phân chia ứng dụng thành các dịch vụ nhỏ có thể tạo ra chi phí phát triển ban đầu cao hơn so với việc phát triển một ứng dụng lớn đơn nhất.
• Giao tiếp và mạng lưới: Cách thức hoạt động của hệ thống Microservice yêu cầu tiêu chuẩn sử dụng mạng lưới tin cậy, hiệu quả để đảm bảo tiện ích giao tiếp giữa các dịch vụ diễn ra mượt mà.

Nguyên tắc thiết kế phần mềm theo Microservice

Sử dụng Database riêng biệt cho mỗi Microservice

Việc sử dụng cơ sở dữ liệu riêng biệt cho mỗi dịch vụ có thể giúp tách biệt dữ liệu và giảm sự phụ thuộc giữa các dịch vụ, tăng tính độc lập và linh hoạt của hệ thống. Công nghệ cũng cho phép mỗi dịch vụ chọn cơ sở dữ liệu phù hợp nhất cho nhiệm vụ mà nó thực hiện.

Tuy nhiên, người dùng nên chú ý đến vấn đề tăng sự phức tạp trong việc quản lý và duy trì nhiều cơ sở dữ liệu. Công nghệ có thể tạo ra những khó khăn nhất định trong việc duy trì tính nhất quán và đồng nhất dữ liệu.

Theo cách tiếp cận khác, công nghệ cho phép các dịch vụ sử dụng cùng một cơ sở dữ liệu nhưng thông qua các schema hoặc bảng dữ liệu tách biệt. Điều này giảm sự phức tạp trong việc quản lý cơ sở dữ liệu và đảm bảo tính linh hoạt và độc lập giữa các dịch vụ.

Quyết định sử dụng cơ sở dữ liệu riêng biệt hay chia sẻ cơ sở dữ liệu nên được cân nhắc dựa trên yêu cầu cụ thể của dự án. Đồng thời, bạn cần chú ý đến tính độc lập, tính đồng nhất và khả năng quản lý hiệu quả của hệ thống.

Giữ mức Source Code của Microservice hợp lý

Để giữ source code của Microservice ở mức hợp lý, bạn hãy cân nhắc một số kế hoạch quản lý phiên bản và tổ chức codebase như sau:

• Sử dụng hệ thống quản lý phiên bản (VCS): Sử dụng một hệ thống quản lý phiên bản như Git để theo dõi và quản lý các thay đổi trong codebase. Điều này giúp giữ lịch sử thay đổi, phục hồi codebase khi cần và quản lý các nhánh phát triển.
• Chia mã nguồn thành các repository riêng biệt: Mỗi Microservice nên có một repository Git riêng biệt để giữ các đoạn mã liên quan đến dịch vụ đó. Công nghệ có tác dụng tách biệt sự phụ thuộc giữa các phần mềm với nhau và quản lý có hiệu quả.
• Sử dụng mã nguồn mẫu (Code Template): Các mã nguồn mẫu hoặc các công cụ tự động hoá để tạo các dự án mới và giữ cho các dự án linh hoạt, đồng nhất.
• Sử dụng công cụ tự động hóa việc triển khai (Deployment Automation): Sử dụng các công cụ tự động hóa như Jenkins, GitLab CI/CD để tạo luồng làm việc liên tục, tự động hóa việc triển khai và kiểm tra.
• Quản lý dependency và versioning: Sử dụng công cụ quản lý dependency như Maven, NPM để đảm bảo hoạt động kiểm soát các thư viện phụ thuộc và versioning rõ ràng hơn.
• Sử dụng phiên bản API (API Versioning): Nếu Microservice cung cấp các API cho các dịch vụ khác thì việc bảo vệ các phiên bản API vô cùng cần thiết. 

Dùng mỗi Microservice bên trong một App (Docker Container)

Việc triển khai mỗi Microservice bên trong một Docker container là một phương pháp phổ biến. Mục đích nhằm khởi tạo và quản lý các dịch vụ Microservice cần thiết. Để thực hiện điều này, bạn có thể tuân theo các bước sau:

• Xác định các Microservice

Xác định từng phần Microservice trong ứng dụng và đảm bảo rằng mỗi dịch vụ được chia thành các container riêng biệt.

• Tạo Dockerfile cho từng Microservice

Mỗi Microservice cần có một Dockerfile riêng mô tả cách môi trường chạy nó và cách triển khai ứng dụng trong Container.

• Xây dựng và đóng gói Microservice

Sử dụng Docker, sử dụng lệnh docker build để xây dựng Image cho từng Microservice từ Dockerfile. Sau đó, sử dụng lệnh Docker push để đưa Image lên một Registry. Chẳng hạn như Docker Hub hoặc một Registry riêng.

• Triển khai Microservices bằng Docker Compose hoặc Kubernetes 

Sử dụng Docker Compose để triển khai các Microservice trong môi trường phát triển hoặc sử dụng Kubernetes cho môi trường sản xuất. Hãy đảm bảo rằng mỗi Microservice được triển khai bằng cách sử dụng Image tương ứng từ Registry.

• Quản lý mạng và giao tiếp

Đảm bảo rằng các microservice có thể giao tiếp với nhau thông qua mạng Docker hoặc mạng Kubernetes, tùy thuộc vào môi trường triển khai.

• Quản lý Logs và Monitoring

Sử dụng các công cụ như ELK stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) hoặc Prometheus để theo dõi và quản lý Log của từng Container, theo dõi hiệu suất hoạt động của Microservice.

Stateless Server

Stateless là một loại máy chủ không lưu giữ trạng thái của truy vấn từ người dùng giữa các yêu cầu. Điều này có nghĩa là mỗi yêu cầu từ phía người dùng được xử lý độc lập với bất kỳ trạng thái nào lưu trữ trước đó. 

Trạng thái của phiên làm việc với người dùng không được lưu giữ trên máy chủ. Thay vào đó, dữ liệu được giữ trên bên client hoặc được truyền theo từng yêu cầu. Một máy chủ Stateless có nhiều ưu điểm, bao gồm:

• Dễ dàng mở rộng: Bởi vì không cần lưu trữ trạng thái, việc tăng cường khả năng mở rộng của máy chủ dễ dàng hơn.
• Tính nhất quán: Mỗi yêu cầu đều được xử lý mà không phụ thuộc vào trạng thái trước đó, điều này có tác dụng tránh lỗi do trạng thái không nhất quán.

Tạm kết

Microservice đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc thiết lập các ứng dụng lớn. Hy vọng bạn đọc đã hiểu về kiến trúc Microservice với những khía cạnh hữu ích được FPT Shop giới thiệu trong bài viết trên. 

Xem thêm:

• Cơ năng là gì? Tổng hợp các công thức tính cơ năng chuẩn xác và dễ áp dụng
• Cơ sở dữ liệu quan hệ là gì ? Xác định những ràng buộc cụ thể và ưu điểm nổi bật

Bên cạnh đó, FPT Shop cung cấp nhiều loại máy tính, điện thoại, linh kiện và phụ kiện chính hãng. Khi bạn lựa chọn sản phẩm tại đây sẽ nhận được nhiều ưu đãi giá tốt và khuyến mãi hấp dẫn. 

Điện thoại Vivo