Les microservices sont une approche architecturale du développement d'applications logicielles sous la forme d'un ensemble de petits services indépendants qui communiquent entre eux sur un réseau. Au lieu de créer une application monolithique dont toutes les fonctionnalités sont étroitement intégrées dans une base de code unique, les microservices décomposent l'application en services plus petits et faiblement couplés.

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Sujets importants pour les microservices

• Que sont les microservices ?
• Comment fonctionnent les microservices ?
• Quels sont les principaux composants de l’architecture des microservices ?
• Quels sont les modèles de conception des microservices ?
• Quels sont les anti-modèles dans les microservices ?
• Exemple concret de microservices
• Microservices ou architecture monolithique ?
• Comment passer du monolithique aux microservices ?
• Architecture orientée services (SOA) et architecture de microservices
• Microservices cloud natifs
• Rôle des microservices dans DevOps
• Avantages de l'utilisation de l'architecture de microservices
• Défis liés à l'utilisation de l'architecture de microservices
• Exemples concrets d'entreprises utilisant l'architecture de microservices
• Technologies qui permettent l'architecture de microservices

1. Que sont les microservices ?

Le microservice est un petit service distribué faiblement couplé. Chaque microservice est conçu pour exécuter une fonction commerciale spécifique et peut être développé, déployé et mis à l'échelle indépendamment. Il vous permet de prendre une application volumineuse et de la décomposer ou de la diviser en petits composants facilement gérables avec des responsabilités étroitement définies. Il est considéré comme la pierre angulaire des applications modernes. Les microservices peuvent être écrits dans une variété de langages de programmation et de frameworks, et chaque service agit comme une mini-application à part entière.

2. Comment fonctionnent les microservices ?

Les microservices fonctionnent en décomposant une application complexe en éléments plus petits et indépendants qui communiquent et fonctionnent ensemble, offrant ainsi une flexibilité, évolutivité et une maintenance plus facile, un peu comme la construction d'une ville à partir de composants modulaires et interconnectés.

Comprenons comment fonctionnent les microservices :

• Structure modulaire :
  • L’architecture des microservices décompose les grandes applications monolithiques en services plus petits et indépendants.
  • Chaque service est un module autonome doté d'une capacité ou d'une fonction métier spécifique.
  • Cette structure modulaire favorise la flexibilité, la facilité de développement et une maintenance simplifiée.
• Fonctions indépendantes :
  • Chaque microservice est conçu pour gérer une fonction ou une fonctionnalité métier spécifique.
  • Par exemple, un service peut gérer l'authentification des utilisateurs, tandis qu'un autre gère les fonctions du catalogue de produits.
  • Cette indépendance permet un développement et une maintenance spécialisés de chaque service.
• Communication:
  • Les microservices communiquent entre eux via des interfaces de programmation d'applications (API) bien définies.
  • Les API servent d'interfaces par lesquelles les services échangent des informations et des demandes.
  • Cette communication standardisée permet l'interopérabilité et la flexibilité dans l'intégration des services.
• La flexibilité:
  • L'architecture des microservices prend en charge l'utilisation de diverses technologies pour chaque service.
  • Cela signifie que différents langages de programmation, frameworks et bases de données peuvent être choisis en fonction des exigences spécifiques de chaque microservice.
  • Les équipes ont la flexibilité d’utiliser les meilleurs outils pour leurs fonctions respectives.
• Indépendance et mises à jour :
  • Les microservices fonctionnent de manière indépendante, permettant des mises à jour ou des modifications d'un service sans affecter l'ensemble du système.
  • Ce découplage des services réduit le risque de perturbations à l'échelle du système lors des mises à jour, facilitant ainsi la mise en œuvre des changements et des améliorations.
  • Les microservices contribuent également à la résilience du système en garantissant que si un service rencontre des problèmes ou des pannes, il ne fera pas tomber l'ensemble du système.
• Évolutivité :
  • Les microservices offrent une évolutivité en permettant l'ajout d'instances de services spécifiques.
  • Si une fonction particulière nécessite plus de ressources, des instances supplémentaires de ce microservice peuvent être déployées pour répondre à une demande accrue.
  • Cette évolutivité est cruciale pour s’adapter aux différentes charges de travail.
• Amélioration continue:
  • La nature modulaire des microservices facilite l’amélioration continue.
  • Les équipes de développement peuvent travailler de manière indépendante et publier des mises à jour pour leurs services respectifs.
  • Cette agilité permet au système d'évoluer rapidement et de répondre aux exigences changeantes ou aux besoins des utilisateurs.

3. Quels sont les principaux composants de l’architecture des microservices ?

L'architecture des microservices comprend plusieurs composants qui fonctionnent ensemble pour créer un système modulaire, évolutif et déployable de manière indépendante.

Les principaux composants des microservices comprennent :

• Microservices : Il s'agit de services individuels et autonomes qui encapsulent des capacités commerciales spécifiques. Chaque microservice se concentre sur une fonction ou une fonctionnalité distincte.
• Passerelle API : L'API Gateway est un point d'entrée central permettant aux clients externes d'interagir avec les microservices. Il gère les requêtes, gère l'authentification et achemine les requêtes vers les microservices appropriés.
• Registre de services et découverte : Ce composant assure le suivi des emplacements et des adresses réseau de tous les microservices du système. La découverte de services garantit que les services peuvent se localiser et communiquer les uns avec les autres de manière dynamique.
• Équilibreur de charge : Les équilibreurs de charge répartissent le trafic réseau entrant sur plusieurs instances de microservices. Cela garantit que la charge de travail est répartie uniformément, optimisant l'utilisation des ressources et empêchant un service unique de devenir un goulot d'étranglement.
• Conteneurisation : Les conteneurs, tels que Docker, encapsulent les microservices et leurs dépendances. Les outils d'orchestration, comme Kubernetes, gèrent le déploiement, la mise à l'échelle et le fonctionnement des conteneurs, garantissant une utilisation efficace des ressources.
• Courtier de bus d’événements/de messages : Un bus d’événements ou un courtier de messages facilite la communication et la coordination entre les microservices. Il permet aux services de publier et de s'abonner à des événements, permettant une communication asynchrone et un découplage.
• Journalisation et surveillance centralisées : Les outils de journalisation et de surveillance centralisés aident à suivre les performances et la santé des microservices. Ils fournissent des informations sur le comportement du système, détectent les problèmes et facilitent le dépannage.
• Base de données par microservice : Chaque microservice possède généralement sa propre base de données, garantissant l'autonomie des données. Cela permet aux services de gérer et de faire évoluer de manière indépendante leur stockage de données en fonction de leurs besoins spécifiques.
• Mise en cache : Des mécanismes de mise en cache peuvent être mis en œuvre pour améliorer les performances en stockant les données fréquemment consultées plus près des microservices. Cela réduit le besoin de récupérer à plusieurs reprises les mêmes données dans les bases de données.
• Composants de tolérance aux pannes et de résilience : La mise en œuvre de composants de tolérance aux pannes, tels que des disjoncteurs et des mécanismes de nouvelle tentative, garantit que le système peut gérer correctement les pannes des microservices et récupérer sans affecter la fonctionnalité globale.

4. Quels sont les modèles de conception des microservices ?

Lorsqu'un problème survient lors du travail sur un système, certaines pratiques doivent être suivies et dans les microservices, ces pratiques sont des modèles de conception. Les modèles de conception de microservices sont des pratiques qui, lorsqu'elles sont suivies, conduisent à des modèles architecturaux efficaces permettant de surmonter des défis tels qu'une administration inefficace de ces services et également de maximiser les performances. Lorsque vous travaillez sur une application, il faut savoir quel modèle de conception utiliser pour créer une application efficace.

• Agrégateur
  • Il a invoqué des services pour recevoir les informations requises (données associées) de différents services, appliquer une certaine logique et produire le résultat.
  • Les données collectées peuvent être utilisées par les services respectifs. Les étapes suivies dans le modèle d'agrégateur impliquent la demande reçue par le service, puis la demande adressée à plusieurs autres services combine chaque résultat et répond enfin à la demande initiale.
• Passerelle API
  • API Gateway agit comme une solution à la requête adressée aux microservices.
  • Il sert de point d'entrée à tous les microservices et crée des API précises pour différents clients.
  • Les requêtes effectuées sont transmises à API Gateway et l'équilibreur de charge aide à vérifier si la requête est traitée et envoyée au service concerné.
• Recherche d'événements
  • Ce modèle de conception crée des événements concernant les modifications (données) dans l'état de l'application.
  • Grâce à ces événements, les développeurs peuvent suivre les enregistrements des modifications apportées.
• Étrangleur
  • L'étrangleur est également connu sous le nom de motif de vigne car il fonctionne de la même manière que la vigne étouffe un arbre qui l'entoure. Pour chaque appel URI (Uniform Resource Identifier), un appel va et vient et est également décomposé en différents domaines.
  • Ici, deux applications distinctes restent côte à côte dans le même espace URI, et ici un domaine sera pris en compte à la fois. Ainsi, la nouvelle application refactorisée remplace l'application d'origine.
• Décomposition
  • Le modèle de conception de décomposition consiste à décomposer une application en microservices plus petits, dotés de leurs propres fonctionnalités.
  • En fonction des exigences métier, vous pouvez diviser une application en sous-composants. Par exemple, Amazon propose des services distincts pour les produits, les commandes, les clients, les paiements, etc.

5. Quels sont les anti-modèles dans les microservices ?

L'apprentissage des anti-modèles dans les microservices est crucial pour éviter les erreurs courantes. Il fournit un aperçu des problèmes potentiels susceptibles de compromettre l’évolutivité, l’indépendance et la maintenabilité du système. En comprenant ces anti-modèles, les développeurs peuvent prendre des décisions éclairées, mettre en œuvre les meilleures pratiques et contribuer à la conception et au déploiement réussis d’architectures de microservices robustes.

Vous trouverez ci-dessous les 5 principaux anti-modèles dans les microservices

• Monolithe de données : Partager une base de données centralisée entre microservices, ce qui compromet l'indépendance et l'évolutivité.
• Services de conversation : Les microservices communiquent excessivement pour de petites tâches, ce qui entraîne une augmentation de la surcharge et de la latence du réseau.
• Utilisation excessive des microservices : Créer trop de microservices pour des fonctionnalités triviales, introduisant une complexité inutile.
• Limites de service inadéquates : Limites mal définies des microservices, entraînant une ambiguïté et des responsabilités peu claires.
• Ignorer la sécurité : Négliger les problèmes de sécurité dans les microservices, risquer des vulnérabilités et des violations de données.

6. Exemple concret de microservices

Comprenons les Miscroservices à l'aide de l'exemple concret de l'application Amazon E-Commerce :

La boutique en ligne d’Amazon ressemble à un puzzle géant composé de nombreuses petites pièces spécialisées appelées microservices. Chaque microservice effectue un travail spécifique pour s'assurer que tout se passe bien. Ensemble, ces microservices fonctionnent en coulisses pour vous offrir une expérience d'achat exceptionnelle.

Vous trouverez ci-dessous les microservices impliqués dans l'application Amazon E-commerce :

1. Service utilisateur : Gère les comptes d'utilisateurs, l'authentification et les préférences. Il gère l'enregistrement des utilisateurs, la connexion et la gestion des profils, garantissant une expérience personnalisée aux utilisateurs.
2. Service de recherche : Alimente la fonctionnalité de recherche sur la plateforme, permettant aux utilisateurs de trouver rapidement des produits. Il indexe les informations sur les produits et fournit des résultats de recherche pertinents basés sur les requêtes des utilisateurs.
3. Service de catalogue : Gère le catalogue de produits, y compris les détails des produits, les catégories et les relations. Il garantit que les informations sur les produits sont exactes, à jour et facilement accessibles aux utilisateurs.
4. Service de panier : Gère le panier de l'utilisateur, lui permettant d'ajouter, de supprimer et de modifier des articles avant de passer à la caisse. Il garantit une expérience d'achat fluide en gardant une trace des articles sélectionnés.
5. Service de liste de souhaits : Gère les listes de souhaits des utilisateurs, leur permettant de sauvegarder des produits pour un achat futur. Il offre aux utilisateurs un moyen pratique de suivre et de gérer les éléments souhaités.
6. Service de prise de commande : Accepte et traite les commandes passées par les clients. Il valide les commandes, vérifie la disponibilité des produits et lance le processus d'exécution des commandes.
7. Service de traitement des commandes : Gère le traitement et l’exécution des commandes. Il se coordonne avec les services d'inventaire, d'expédition et de paiement pour garantir une livraison rapide et précise des commandes.
8. Service de paiement : Gère le traitement du paiement des commandes. Il traite en toute sécurité les transactions de paiement, s'intègre aux passerelles de paiement et gère les données liées aux paiements.
9. Service logistique : Coordonne la logistique de livraison des commandes. Il calcule les frais d'expédition, attribue des transporteurs, suit les expéditions et gère les itinéraires de livraison.
10. Service d'entrepôt : Gère l'inventaire dans les entrepôts. Il suit les niveaux de stock, met à jour la disponibilité des stocks et coordonne le réapprovisionnement des stocks.
11. Service de notifications : envoie des notifications aux utilisateurs concernant leurs commandes, promotions et autres informations pertinentes. Il tient les utilisateurs informés de l'état de leurs interactions avec la plateforme.
12. Service de recommandation : Fournit des recommandations de produits personnalisées aux utilisateurs. Il analyse le comportement et les préférences des utilisateurs pour suggérer des produits pertinents, améliorant ainsi l'expérience utilisateur et générant des ventes.

7. Microservices contre architecture monolithique ?

Vous trouverez ci-dessous une comparaison tabulaire entre les microservices et l'architecture monolithique sous divers aspects :

8. Comment passer du monolithique aux microservices ?

Vous trouverez ci-dessous les principales étapes clés pour passer d'une architecture monolithique à une architecture de microservices :

• Évaluer le monolithe : Comprendre l'application monolithique existante, en identifiant les composants à migrer.
• Définir des microservices : Décomposez le monolithe en capacités métier distinctes pour les microservices.
• Modèle d'étrangleur : Remplacez progressivement les parties monolithiques par des microservices, en adoptant une approche de migration progressive.
• Définition de l'API : Définissez clairement les API et les contrats pour une communication transparente des microservices.
• Implémentation CI/CD : Configurez l'intégration continue/le déploiement continu (CI/CD) pour les tests et le déploiement automatisés.
• Décentraliser les données : Transition vers une approche base de données par service, réduisant les dépendances à une base de données centrale.
• Découverte de services : Introduire des mécanismes de découverte de services pour une communication dynamique entre les microservices.
• Journalisation et surveillance : Mettez en œuvre une journalisation et une surveillance centralisées pour une visibilité sur les performances des microservices.
• Préoccupations transversales : Gérez les préoccupations transversales telles que la sécurité et l’authentification de manière cohérente dans tous les microservices.
• Amélioration itérative : Adoptez une approche itérative, en affinant et en développant continuellement les microservices en fonction des commentaires et de l’évolution des besoins.

9. Architecture orientée services (SOA) et architecture de microservices

Vous trouverez ci-dessous une comparaison tabulaire entre l'architecture orientée services (SOA) et les microservices sous divers aspects :

10. Microservices cloud natifs

Les microservices et le cloud les uns avec les autres en fournissant un environnement flexible, efficace et collaboratif pour la création et l'exécution d'applications logicielles

• Opérations simplifiées Les fournisseurs de cloud gèrent la maintenance et la sécurité de l'infrastructure, ce qui simplifie la tâche des équipes de microservices. Ils peuvent se concentrer sur leurs tâches spécifiques sans se soucier des détails techniques de base.
• Rapport coût-efficacité Combiner des microservices avec des ressources cloud, c'est comme payer pour les outils et l'espace de travail exacts que vous utilisez. C’est rentable car vous n’êtes pas coincé avec un équipement ou un espace inutile.
• La flexibilité Besoin de plus d’équipes ou souhaitez modifier votre processus de production ? Le cloud permet de s'adapter rapidement, comme par exemple de réorganiser les postes de travail dans un espace de travail flexible.

11. Rôle des microservices dans DevOps

DevOps et les microservices sont étroitement alignés et vont souvent de pair pour améliorer le développement, le déploiement et les aspects opérationnels des systèmes logiciels modernes. Voici un bref aperçu de la façon dont DevOps et les microservices fonctionnent ensemble :

1. Intégration continue/Déploiement continu (CI/CD) :
   • Dans une architecture de microservices, chaque service peut être développé, testé et déployé indépendamment. Les pipelines CI/CD sont essentiels pour gérer efficacement les mises à jour et versions constantes associées aux microservices.
   • Les pratiques DevOps mettent l'accent sur les pipelines CI/CD, qui impliquent l'automatisation de la création, des tests et du déploiement de logiciels.
2. Développement agile:
   • Les microservices prennent intrinsèquement en charge le développement agile en permettant aux équipes de travailler de manière indépendante sur des services spécifiques, facilitant ainsi une itération et un déploiement rapides de nouvelles fonctionnalités.
   • DevOps favorise la collaboration entre les équipes de développement et d'exploitation, en favorisant les pratiques de développement agiles.
3. Surveillance et journalisation continues
   • L'architecture des microservices nécessite une surveillance robuste pour suivre l'état et les interactions entre les différents services, facilitant ainsi la détection et la résolution précoces des problèmes. DevOps met l'accent sur la surveillance et la journalisation continues pour obtenir des informations en temps réel sur les performances des applications.

12. Avantages de l'utilisation de l'architecture de microservices

1. Modularité et découplage :
   • Développement indépendant : Les microservices sont développés et déployés indépendamment, permettant à différentes équipes de travailler simultanément sur différents services.
   • Isolement des échecs : Les défaillances d'un microservice n'affectent pas nécessairement les autres, ce qui permet une isolation accrue des pannes.
2. Évolutivité :
   • Mise à l'échelle granulaire : Chaque microservice peut être mis à l'échelle indépendamment en fonction de ses besoins spécifiques en ressources, permettant une utilisation efficace des ressources.
   • Élasticité: Les architectures de microservices peuvent facilement s'adapter à différentes charges de travail en mettant à l'échelle dynamiquement les services individuels.
3. Diversité technologique :
   • Liberté technologique : Chaque microservice peut être mis en œuvre à l'aide de la pile technologique la plus appropriée pour ses exigences spécifiques, favorisant ainsi la diversité technologique.
4. Équipes autonomes :
   • Autonomisation de l'équipe : Les microservices permettent souvent à de petites équipes interfonctionnelles de travailler de manière indépendante sur des services spécifiques, favorisant ainsi l'autonomie et une prise de décision plus rapide.
   • Frais généraux de coordination réduits : Les équipes peuvent publier et mettre à jour leurs services sans nécessiter une coordination approfondie avec d'autres équipes.
5. Déploiement rapide et livraison continue :
   • Cycles de publication plus rapides : Les microservices peuvent être développés, testés et déployés indépendamment, ce qui accélère les cycles de publication.
   • Intégration et déploiement continus (CI/CD) : Les outils d'automatisation prennent en charge les pratiques d'intégration et de déploiement continus, améliorant ainsi la vitesse et la fiabilité du développement.
6. Entretien facile:
   • Bases de code isolées : Les bases de code plus petites et ciblées sont plus faciles à comprendre, à maintenir et à dépanner.
   • Mises à jour progressives : Les microservices individuels peuvent être mis à jour ou restaurés sans affecter l'ensemble de l'application.

13. Défis liés à l'utilisation de l'architecture de microservices

1. Complexité des systèmes distribués : Les microservices introduisent la complexité des systèmes distribués. Gérer la communication entre les services, gérer la latence du réseau et garantir la cohérence des données entre les services peut être un défi.
2. Augmentation des frais généraux de développement et d’exploitation : La décomposition d'une application en microservices nécessite des efforts supplémentaires en termes de développement, de tests, de déploiement et de surveillance. Les équipes doivent gérer un plus grand nombre de services, chacun avec sa propre base de code, ses dépendances et son processus de déploiement.
3. Frais généraux de communication interservices : Les microservices doivent communiquer entre eux sur le réseau. Cela peut entraîner une latence accrue et une complexité supplémentaire dans la gestion des protocoles de communication, la gestion des erreurs et le transfert de données.
4. Cohérence des données et gestion des transactions : Maintenir la cohérence des données entre les microservices peut s’avérer difficile. La mise en œuvre de transactions distribuées et la garantie de l'intégrité des données deviennent complexes, et les transactions ACID traditionnelles peuvent ne pas être facilement réalisables.
5. Défis de déploiement : Coordonner le déploiement de plusieurs microservices, surtout lorsqu'il existe des dépendances entre eux, peut s'avérer complexe. Assurer la cohérence et éviter les interruptions de service lors des mises à jour nécessitent une planification minutieuse.
6. Complexité de la surveillance et du débogage : La surveillance et le débogage deviennent plus complexes dans un environnement de microservices. L'identification de la cause première des problèmes peut impliquer le suivi des requêtes sur plusieurs services, et la journalisation centralisée devient cruciale pour un débogage efficace.

14. Exemples concrets d'entreprises utilisant l'architecture de microservices

Les organisations ont connu un changement massif lors de l’utilisation des microservices dans leurs applications, et c’est là qu’est intervenue la transition du monolithique au microservice. Vous pouvez consulter quelques exemples concrets d'applications qui utilisent des microservices :

• Amazone: Initialement, Amazon était une application monolithique, mais lorsque le microservice a vu le jour, Amazon a été la première plate-forme à diviser son application en petits composants, adaptant ainsi le microservice. En raison de sa capacité à modifier des fonctionnalités et des ressources individuelles, les fonctionnalités du site se sont considérablement améliorées.
• Netflix : Netflix est l'une de ces entreprises qui utilise des microservices avec Apis . En 2007, lorsque Netflix a commencé à s'orienter vers un service de streaming de films, la société a subi d'énormes pannes de service et de nombreux défis, puis est arrivée l'architecture de microservices qui a été une bénédiction pour la plateforme.
• Uber : Lorsque Uber est passé d'une nature monolithique à un microservice, l'expérience s'est déroulée en douceur. Grâce à l'architecture de microservices, les vues et les recherches de pages Web ont augmenté dans une plus grande mesure.

15. Technologies qui permettent l'architecture de microservices

• Docker:
  • Docker est une plate-forme de conteneurisation qui permet aux développeurs de regrouper des applications et leurs dépendances dans des conteneurs légers et portables. Ces conteneurs encapsulent tout ce qui est nécessaire à l'exécution de l'application, y compris le code, le runtime, les bibliothèques et les outils système, garantissant ainsi la cohérence entre les différents environnements.
• Kubernetes :
  • Kubernetes est une plateforme d'orchestration de conteneurs open source développée à l'origine par Google. Il automatise le déploiement, la mise à l'échelle et la gestion des applications conteneurisées, en fournissant des fonctionnalités de planification de conteneurs, de découverte de services, d'équilibrage de charge, etc.
• Maillage de services :
  • Les technologies de maillage de services telles qu'Istio et Linkerd fournissent une couche d'infrastructure dédiée pour gérer la communication de service à service, la gestion du trafic et l'observabilité dans les architectures de microservices. Ils offrent des fonctionnalités telles que l'équilibrage de charge, la découverte de services, la coupure de circuit et la collecte de métriques.
• Passerelles API :
  • Les passerelles API telles que Kong et Tyk servent de points d'entrée permettant aux clients externes d'accéder aux applications basées sur des microservices. Ils fournissent des fonctionnalités telles que le routage, l’authentification, la limitation de débit et les transformations requête/réponse.
• Architecture pilotée par les événements :
  • Les architectures basées sur les événements facilitent la communication entre les microservices en leur permettant de produire et de consommer des événements de manière asynchrone. Des technologies telles qu'Apache Kafka, RabbitMQ et Amazon SNS/SQS fournissent des systèmes de messagerie évolutifs et fiables pour créer des microservices pilotés par événements.
• Informatique sans serveur :
  • Bien qu'elles ne soient pas exclusives aux microservices, les plates-formes sans serveur telles qu'AWS Lambda, Azure Functions et Google Cloud Functions peuvent être utilisées pour déployer des microservices individuels sans gérer l'infrastructure sous-jacente, ni découpler et faire évoluer davantage les services.

16. Conclusion

Maintenant que tu sais Que sont les microservices , il est très important d’en avoir une idée pratique en travaillant dessus. Cet article répond entièrement à tous vos doutes sur les microservices, leur architecture, leur fonctionnement, leurs fonctionnalités, les applications réelles, etc. Les microservices sont un terme incontournable dans le cas de la création d'une application. Il est donc très important d’en avoir une bonne maîtrise.