O que é middleware?

O middleware simplifica o desenvolvimento de aplicações e acelera o tempo de lançamento no mercado por meio de funções inteligentes que facilitam as conexões entre plataformas que inicialmente não foram projetadas para se conectar.

Vários tipos de middleware incluem o seguinte:

• Corretores de mensagens ou monitores de processamento de transações que se concentram em um tipo de comunicação.
• Servidores de aplicações da Web ou middleware de dispositivos móveis que proporcionam toda a gama de recursos de comunicação e conectividade necessários para criar um tipo específico de aplicação.
•  Plataforma de integração como serviço (iPaaS) baseada na nuvem ou um barramento de serviços empresariais (EBS) que funciona como um hub de integração centralizado para conectar todos os componentes de uma empresa.
• Middleware que possibilita que os desenvolvedores criem seu próprio middleware personalizado.

O termo middleware foi introduzido pela primeira vez no final da década de 1960. Foi cunhado porque a versão inicial normalmente agia como um mediador entre um front-end de aplicação (cliente) e um recurso de back-end. Esse recurso pode ser um banco de dados, uma aplicação de mainframe ou um dispositivo de hardware especializado do qual o cliente pode solicitar dados. Em resposta ao aumento da computação distribuída na década de 1980, o uso do middleware aumentou como uma forma de vincular aplicações mais recentes aos sistemas legados tradicionais.

Mas o middleware de hoje opera muito além desse escopo. O middleware de portal, por exemplo, abrange o front-end da aplicação, bem como as ferramentas para conectividade de back-end. O middleware de banco de dados normalmente inclui seu próprio armazenamento de dados.

O middleware evoluiu para desempenhar um papel essencial no desenvolvimento moderno de aplicativos nativos da nuvem. Ele usa tecnologia de contêiner , que possibilita que o DevOps e outras equipes se conectem a recursos distribuídos em ambientes multicloud . Isso oferece suporte à integração contínua (CI) e à entrega contínua (CD)—CI/CD— simplificando assim a programação, o teste e a implantação de aplicativos para um rápido dimensionamento e crescimento dos negócios.

As empresas estão cada vez mais explorando middleware como uma oferta de serviço na nuvem para comunicação entre sistemas e como uma ferramenta de gerenciamento de dados. Um estudo da Technavio projetou que o mercado global de middleware como serviço (MWaaS) aumentará em US$ 45,44 bilhões, a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 17,73% entre 2023 e 2028. O estudo atribui esse crescimento à adoção generalizada da computação em nuvem e a um aumento da computação sem servidor e de microsserviços.¹

O middleware possibilita que os desenvolvedores criem aplicativos sem criar uma integração personalizada sempre que precisarem conectar a componentes de aplicativos (serviços ou microsserviços), fontes de dados, recursos de computação ou dispositivos.

O middleware facilita a comunicação entre diferentes aplicações e serviços, ao fornecer serviços essenciais. Ele alcança essa comunicação por meio de frameworks de mensagens comuns, como notação de objeto JavaScript (JSON), transferência de estado representacional (REST), linguagem de marcação extensível (XML), protocolo de acesso de objeto simples (SOAP) ou serviços fs web. Normalmente, o middleware também oferece serviços que permitem que componentes desenvolvidos em várias linguagens (como Java, C++, PHP e Python) se comuniquem entre si.

Os componentes de arquitetura de middleware padrão contêm o seguinte:

• Console de gerenciamento de middleware: O console de gerenciamento oferece aos desenvolvedores uma visão geral de eventos, atividades, configurações de middleware e assim por diante.

• Interface do cliente: a interface do cliente no front-end se comunica com aplicativos de back-end, bancos de dados, microsserviços ou outros serviços.

• Interface interna de middleware: a interface interna de middleware possibilita que instâncias de middleware se comuniquem entre si utilizando um protocolo de middleware especial.

• Interface da plataforma: a interface da plataforma se conecta a servidores back-end e a diversos sistemas operacionais (SOs), garantindo funções de middleware em todas as plataformas.

• Gerente de contratos: o gerente de contratos define as regras de troca de dados que os aplicativos devem seguir.

• Gerenciador de sessões: o gerenciador de sessões garante uma comunicação segura entre middleware e aplicações e garante que não atinjam o tempo limite.

• Gerenciador de bancos de dados: o gerenciador de bancos de dados oferece a integração com diversos bancos de dados com base em requisitos específicos (por exemplo, dados no local ou baseados em nuvem).

• Monitor de tempo de execução: o monitor de tempo de execução rastreia todas as movimentações de dados de middleware e apresenta relatórios de atividades para os desenvolvedores de software.

Além de oferecer interoperabilidade que economiza trabalho, os serviços de middleware ajudam os desenvolvedores de software das seguintes maneiras.

Há muitos tipos diferentes de middleware. Alguns se concentram em tipos específicos de conectividade, outros em aplicações, componentes de aplicações e dispositivos específicos. Alguns combinam recursos de middleware para uma tarefa específica de desenvolvimento de software. Aqui estão alguns dos tipos mais conhecidos e usados de software de middleware:

• Middleware baseado em mensagens (MOM)
• Middleware de chamada de procedimento remoto (RPC)
• Middleware de dados ou banco de dados
• Middleware de interface de programação de aplicativos (API)
• Middleware do Object Request Broker (ORB)
• Middleware transacional
• Middleware de fluxo de dados assíncrono
• Middleware de dispositivo
• Portal de middleware
• Middleware de robótica
• Middleware de integração de aplicativos empresariais

O middleware baseado em mensagens (MOM) possibilita que componentes de aplicações que utilizam diferentes protocolos de mensagens se comuniquem e troquem mensagens. Além de traduzir ou transformar mensagens entre aplicações, o MOM gerencia o roteamento das mensagens, para elas sempre chegarem aos componentes adequados na ordem correta. São exemplos de MOM filas de mensagens e brokers de mensagens.

O middleware de chamada de procedimento remoto (RPC) permite que uma aplicação acione um procedimento em outra aplicação, seja na mesma máquina ou em uma máquina ou rede diferente. Esse processo faz com que ambas as aplicações funcionem como se fizessem parte da mesma aplicação no mesmo computador.

O middleware de dados ou de banco de dados simplifica o acesso e a interação com bancos de dados de back-end. Normalmente, middleware de banco de dados é uma forma de servidor de SQL database.

O middleware de interface de programação de aplicativos (API) oferece ferramentas que os desenvolvedores podem usar para criar, expor e gerenciar APIs para seus aplicativos, para outros desenvolvedores se conectem a eles.

Alguns middleware de API são ferramentas para monetizar APIs, possibilitando que diversas organizações as utilizem pelo preço de custo. Exemplos de middleware de API são plataformas de gerenciamento de API, gateways de API e portais de desenvolvedor de API.

O middleware Object Request Broker (ORB) atua como um broker entre uma solicitação de um objeto ou componente de aplicação e seu atendimento por outro objeto ou componente. Esse processo ocorre dentro da rede distribuída, garantindo comunicação e interação perfeitas entre os componentes.

Os Object Request Brokers (ORBs) operam com a arquitetura Common Object Request Brokers (CORBA), que permite que um componente de software faça uma solicitação de outro sem saber onde o outro está hospedado ou como é sua interface de usuário (IU). O mecanismo de "intermediação (brokering)" gerencia essas informações durante a troca.

O middleware transacional oferece serviços para apoiar a execução de transações de dados em uma rede distribuída. O middleware transacional mais conhecido são os monitores de processamento de transações (TPMs), que conduzem transações de uma etapa para a próxima. Eles gerenciam a troca de dados adicionando, alterando ou excluindo dados conforme a necessidade até que a transação seja concluída.

O middleware de streaming de dados assíncrono replica um fluxo de dados em um armazenamento intermediário, possibilitando o compartilhamento de dados entre vários aplicativos. O Apache Kafka é um dos exemplos mais conhecidos de plataformas de código aberto middleware para streaming de eventos em tempo real.

O middleware de dispositivo oferece um conjunto focado de recursos de integração e conectividade para o desenvolvimento de aplicativos para um sistema operacional móvel (SO) específico.

O middleware do portal proporciona ferramentas e recursos para integrar conteúdo e recursos de vários aplicativos relacionados "no vidro" ou em uma única tela para criar um único aplicativo composto.

O middleware de robótica simplifica a integração de hardware, firmware e software robóticos de vários fabricantes e locais.

Há duas classes básicas de middleware: middleware de aplicativo corporativo e middleware de plataforma.

O middleware de integração de aplicações empresariais possibilita que uma organização estabeleça um hub de integração corporativa. Isso proporciona uma maneira padronizada de conectar todas as aplicações, componentes de aplicações, processos de negócios e fontes de dados de back-end em toda a empresa ampliada.

Até há cerca de uma década, o middleware de integração de aplicações empresariais mais predominante era o barramento de serviço empresarial (ESB), que servia como hub de integração em uma arquitetura orientada por serviços (SOA).

Atualmente, a plataforma de integração como serviço (iPaaS) possibilita que uma organização conecte aplicações, dados, processos e serviços em uma nuvem híbrida— a combinação de ambientes locais, de nuvem privada e de nuvem pública. Isso ajuda as organizações a evitar o trabalho e as despesas de compra, instalação, gerenciamento e manutenção do middleware de integração (e do hardware em que ele é executado) em seu próprio data center.

Todos os principais provedores de serviços de nuvem (CSPs), como Microsoft Azure, Google Cloud, Amazon Web Services (AWS) ou IBM Cloud, oferecem soluções iPaaS.

O middleware de plataforma (ou middleware de application platform) é compatível com o desenvolvimento de aplicações. Ele acelera a entrega de aplicações ao oferecer um ambiente de hospedagem de tempo de execução (como um ambiente de tempo de execução Java (Java RE), contêineres ou ambos) para lógica de aplicações ou negócios. O middleware de plataforma pode incluir ou combinar servidores de aplicações empresariais, servidores da web, sistemas de gerenciamento de conteúdo (CMSs) e outros tipos de middleware já mencionados.

Tanto a plataforma de integração como serviço (iPaaS) iPaaS quanto a plataforma como serviço (PaaS) são soluções de computação baseadas em nuvem que atendem a propósitos diferentes. Enquanto o iPaaS se concentra na permissão da integração de aplicativos, dispositivos e sistemas, a PaaS oferece às organizações uma plataforma para criar, executar e gerenciar aplicativos.

O PaaS é uma escolha popular para pequenas empresas e startups com orçamentos de TI limitados, pois possibilita que as equipes criem aplicativos de maneira econômica em comparação com a criação de plataformas de desenvolvimento internas. O iPaaS é a melhor opção para grandes organizações e empresas que executam arquiteturas complexas e dinâmicas.

Dito isso, os serviços iPaaS geralmente funcionam em conjunto com serviços de nuvem, incluindo PaaS e software como serviço (SaaS). Por exemplo, as organizações podem combinar soluções de desenvolvimento iPaaS com PaaS (por exemplo, Cloud Foundry, Red Hat OpenShift) ou SaaS (GitHub).

Nativo da nuvem é uma abordagem de desenvolvimento de aplicações que utiliza tecnologias fundamentais de computação em nuvem para entregar desenvolvimento, implementação e gerenciamento consistentes em ambientes de nuvem híbrida.

As aplicações nativas da nuvem de hoje são construídas a partir de microsserviços e implementadas em contêineres, que usam o Kubernetes, uma plataforma de orquestração de contêineres amplamente utilizada.

Os microsserviços são componentes de aplicativos levemente acoplados que abrangem sua própria pilha e podem ser implantados e atualizados independentemente uns dos outros. Eles se comunicam com uma combinação de APIs REST, agentes de mensagens e fluxos de eventos.

Contêineres são tarefas de execução leves que empacotam código de aplicativo, como microsserviços, junto com apenas as bibliotecas e dependências do sistema operacional necessárias para executar esse código em qualquer nuvem ou infraestrutura de TI tradicional.

Juntas, essas e outras tecnologias relacionadas criam uma plataforma poderosa, desenvolvida uma vez e implantada em qualquer lugar, para oferecer novos aplicativos de nuvem híbrida e modernizar os sistemas legados tradicionais para uso na nuvem. No entanto, também levam a um ambiente de desenvolvimento complexo que combina ainda mais aplicativos de software, fontes de dados, linguagens de programação, ferramentas e sistemas distribuídos.

O middleware pode resolver parte dessa complexidade. No entanto, executar aplicações containerizadas com middleware convencional pode adicionar complexidades próprias, incluindo a sobrecarga de infraestrutura que os contêineres foram projetados para eliminar. Por esse motivo, as plataformas de desenvolvimento de aplicações em nuvem incluem middleware conteinerizado ou modularizado, para que apenas as funções de conectividade necessárias possam ser empacotadas em um contêiner.