Vantagens e desvantagens dos microsserviços

A arquitetura de microsserviços transformou a forma como as organizações criam e implementam aplicações de software. Em vez de criar uma grande aplicação onde todos os componentes estão fortemente conectados, os microsserviços dividem as aplicações em serviços menores e independentes. Cada serviço lida com uma função de negócios específica e pode ser desenvolvido, implementado e escalado de forma independente.

Empresas como Netflix, Uber, Amazon, Spotify e Airbnb usam microsserviços para lidar com milhões de usuários e transações todos os dias.

A arquitetura de microsserviços se tornou cada vez mais importante, pois resolve os desafios que as organizações enfrentam com o design tradicional de aplicação. As empresas podem construir sistemas gerais flexíveis, recuperar-se facilmente de falhas e lançar novas funcionalidades no mercado de forma mais rápida.

Os microsserviços migraram de uma tendência emergente para um componente crítico da estratégia de TI da empresa. De acordo com a Gartner, 74% das organizações entrevistadas atualmente usam arquitetura de microsserviços, com outros 23% planejando fazer isso.¹

Embora os microsserviços tragam maior complexidade, seus benefícios estão impulsionando a adoção generalizada em todos os setores. Entender os prós e contras dos microsserviços é essencial para tomar decisões de adoção informadas.

A arquitetura de microsserviços representa uma mudança fundamental na forma como as aplicações são projetadas e construídas, afastando-se de sistemas fortemente acoplados em direção a arquiteturas distribuídas. Em vez de construir tudo como um sistema interconectado, os desenvolvedores dividem a funcionalidade em serviços separados e vagamente acoplados. Cada módulo implementável de forma independente concentra-se em um recurso comercial específico e opera com seu próprio armazenamento de dados, lógica comercial e interfaces de comunicação.

O conceito de microsserviços remonta à década de 2010 e a uma mudança em relação à arquitetura orientada a serviços (SOA), uma abordagem em que as aplicações de negócios são construídas a partir de componentes de software reutilizáveis chamados serviços.

Os microsserviços se baseiam nos princípios da SOA. Os serviços são menores e as equipes têm mais autonomia, enquanto o controle centralizado é minimizado. Essa arquitetura ganhou força junto com a ascensão da computação em nuvem e do desenvolvimento nativo em nuvem. Grandes empresas de tecnologia, como Amazon e Netflix, foram pioneiras nessa abordagem porque precisavam de mais flexibilidade e capacidade de escalar diferentes partes de suas aplicações de forma independente.

Atualmente, os microsserviços se tornaram populares, com um ecossistema robusto de ferramentas e plataformas que os tornam acessíveis a organizações de todos os tamanhos. O mercado global de arquitetura de microsserviços foi avaliado em US$ 376.08 bilhões em 2023. Prevê-se que ele atinja US$ 523,20 bilhões até 2030, crescendo a um CAGR de 4,9% de 2024 a 2030.²

Compreender a diferença entre microsserviços e aplicações monolíticas mostra por que tantas organizações estão fazendo a transição. Em uma aplicação monolítica, tudo é criado como uma unidade com uma única base de código. Por exemplo, uma aplicação web corporativa que lida com pedidos de clientes, gerenciamento de inventário e faturamento tem todas essas funções totalmente integradas. Mudar uma parte requer entender como ela afeta todas as outras.

Embora essa simplicidade simplifique o desenvolvimento de software inicial, ela cria problemas à medida que os aplicação crescem. Qualquer alteração exige a reconstrução e a reimplantação de toda a aplicação. Se for necessária mais capacidade em uma arquitetura monolítica, toda a aplicação deverá ser dimensionada, até mesmo as partes que não exigem maior capacidade de desempenho.

Os microsserviços resolvem esses problemas dividindo a aplicação em serviços separados que se comunicam entre si por meio de interfaces de programação de aplicativos (APIs). Cada serviço tem seu próprio base de código e banco de dados e pode ser implementado de forma independente.

Por exemplo, a plataforma de música Spotify, que tem centenas de milhões de usuários em todo o mundo. Quando a demanda por streaming de música aumenta durante o lançamento de um disco importante, o Spotify aprimora seus serviços de entrega de áudio e playlist sem afetar a autenticação do usuário ou o processamento de pagamento. Essa abordagem permite que diferentes equipes trabalhem em serviços individuais ao mesmo tempo, sem conflitos.

A arquitetura de microsserviço introduz maior complexidade na gestão de sistemas distribuídos. Muitas organizações adotam uma abordagem híbrida, combinando microsserviços com sistemas monolíticos, funções sem servidor e outros padrões arquitetônicos, com base no que funciona melhor para casos de uso específicos.

Os microsserviços funcionam por meio de uma combinação de padrões arquiteturais, métodos de comunicação e tecnologias de suporte. Cada microsserviço é executado como seu próprio processo e apresenta suas funcionalidades por meio de REST APIs, filas de mensagens ou event streams. Os serviços se comunicam pela rede para compartilhar dados e acionar ações.

Por exemplo, quando um cliente pede comida pelo Uber Eats, vários serviços trabalham juntos em sequência. O sistema verifica a disponibilidade do restaurante, processa o pagamento, atribui um entregador e envia atualizações ao cliente. Um API gateway normalmente gerencia essa comunicação, atuando como um único ponto de entrada que direciona as requisições para os microsserviços corretos.

A tecnologia de conteinerização, como o Docker, tornou-se essencial para microsserviços. Contêineres embalam cada microsserviço com tudo o que ele precisa para ser executado, criando uma unidade padronizada que funciona da mesma maneira em diferentes ambientes.

O Kubernetes e plataformas de nuvem semelhantes levam esse avanço ainda mais adiante, automatizando a implementação, a escalabilidade e o gerenciamento desses contêineres. Eles lidam com a descoberta de serviços, o balanceamento de carga, o monitoramento da integridade e a recuperação automática quando há falhas.

Os principais provedores de nuvem, como Microsoft Azure, IBM Cloud e Google Cloud Platform, oferecem ferramentas abrangentes e serviços gerenciados para a implementação e orquestração de microsserviços.

Além dos contêineres, os microsserviços dependem de outras tecnologias como malhas de serviço para gerenciar a comunicação entre serviços, rastreamento distribuído para monitorar requisições e ferramentas de API Management para controlar o acesso. Os sistemas de gerenciamento de configuração permitem que os serviços recuperem as configurações de forma dinâmica, e as plataformas de registro distribuídas extraem os registros de todos os serviços para um só lugar.

Os benefícios da integração da arquitetura de microsserviços são abrangentes. As principais vantagens incluem as mais notáveis:

• Escalabilidade aprimorada

• Maior agilidade e menor tempo de lançamento no mercado

• Isolamento de falhas e resiliência do sistema

• Eficácia em custo

• Integração de DevOps e entrega contínua

• Flexibilidade e inovação tecnológica 

As organizações dimensionam exatamente o que precisam com os microsserviços. Por exemplo, durante as épocas de pico, a empresa de plataforma de acomodações de viagem Airbnb expande os serviços de busca e reserva, mantendo outros serviços, como mensagens de hosts e sistemas de avaliações em capacidade normal.

Diferentes serviços usam estratégias de escala distintas com base em seus requisitos. Essa abordagem modular reduz os custos de infraestrutura e melhora a eficiência dos recursos em comparação com o dimensionamento de aplicações monolíticas inteiras.

Equipes pequenas e autônomas possuem serviços específicos de ponta a ponta. Cada equipe escolhe as melhores tecnologias para seu serviço e migra em seu próprio ritmo, sem esperar pela coordenação em toda a organização ou por ciclos de reimplantação.

As empresas podem testar ideias rapidamente, iterar rapidamente e responder às mudanças do mercado mais rapidamente, desenvolvendo funcionalidades como novos serviços que se conectam aos existentes.

Se um mecanismo de recomendação falhar, os usuários ainda podem procurar produtos, adicionar itens ao carrinho e finalizar a compra. Disjuntores e padrões semelhantes permitem que os serviços lidem com falhas sem problemas quando as dependências não respondem.

Essa resiliência é crucial para empresas onde os custos de downtime chegam a milhares de dólares por minuto. Raramente é possível que a aplicação inteira fique inativa, mesmo quando componentes individuais falham, porque as falhas permanecem isoladas.

As organizações economizam dinheiro por meio do gerenciamento eficiente de recursos, dimensionando apenas os serviços que exigem maior capacidade em vez de aplicações inteiras. As equipes de desenvolvimento podem otimizar os custos selecionando o stack de tecnologia mais adequado para os requisitos específicos de cada serviço, evitando os custos de engenharia excessiva ou a aplicação uniforme de soluções de nível empresarial. O modelo pré-pago de microsserviços baseados em nuvem alinha os custos diretamente com o uso real.

Uma pesquisa da IBM, Microservices in the Enterprise, 2021, revelou que 87% de mais de 1.200 executivos de TI, executivos de desenvolvedores e desenvolvedores concordam que a adoção dos microsserviços vale o custo e o esforço.

As equipes de DevOps podem introduzir novos componentes sem dificuldades e sem causar downtime, graças à operação independente de cada serviço.

Testes automatizados, pipelines de implementação e infraestrutura como código (IaC) funcionam bem com microsserviços, criando uma cultura de lançamentos rápidos e confiáveis.

Cada microsserviço pode usar tecnologias diferentes, incluindo linguagens de programação (por exemplo, Java, Python), frameworks e bancos de dados mais adequados para sua função específica. As equipes não ficam presas a uma única stack de tecnologia para toda a aplicação.

As organizações podem adotar novas tecnologias incrementalmente, experimentar ferramentas emergentes e aproveitar soluções especializadas onde elas fornecem mais valor.  

Embora ofereçam benefícios substanciais, há algumas desvantagens dos microsserviços que as organizações devem abordar:

• Complexidade dos testes

• Considerações de segurança

• Coordenação de comunicação

• Gerenciamento de dados

Testar uma aplicação baseada em microsserviços requer uma abordagem diferente em comparação com aplicações monolíticas. Todas as dependências, armazenamento em cache e acesso a dados precisam de verificação para um desempenho adequado. Os ambientes de teste envolvem vários serviços em execução simultaneamente com configuração e dados adequados.

À medida que os serviços crescem, os cenários de teste se expandem. Manter a consistência e a integridade dos dados de teste entre os serviços requer planejamento estratégico.

A comunicação de rede entre microsserviços cria requisitos de segurança aprimorados. Os API Gateways precisam de autenticação e criptografia adequadas.

O gerenciamento de credenciais e tokens em vários microsserviços exige uma coordenação cuidadosa, e as equipes de segurança precisam de ferramentas de visibilidade robustas para monitorar a atividade em toda a arquitetura distribuída.

As considerações de design tornam-se essenciais ao coordenar a comunicação entre os serviços. As chamadas entre serviços adicionam latência de rede em comparação com as chamadas de função em processo e esses atrasos se acumulam à medida que as solicitações fluem por vários serviços.

Funcionalidades de resiliência de rede, como tentar novamente, timeouts e tratamento de falhas, tornam-se práticas padrão. O gerenciamento de versões de API também exige um planejamento cuidadoso, pois os serviços evoluem de forma independente.

Cada microsserviço que gerencia seu próprio banco de dados cria desafios de gerenciamento de dados. Manter a consistência quando as transações abrangem vários bancos de dados exige padrões específicos e relatórios precisam de abordagens diferentes quando os dados são distribuídos em vez de centralizados.

A arquitetura de microsserviço requer planejamento deliberado e execução cuidadosa. As melhores práticas incluem estas estratégias fundamentais:

• Definir limites claros de serviço

• Implementar observabilidade abrangente

• Plano de resiliência

• Automatizar o gerenciamento de infraestrutura