Apa itu arsitektur monolitik?

Salah satu cara untuk memikirkan arsitektur monolitik adalah dengan memvisualisasikan arti lain dari istilah tersebut. Ketika mempertimbangkan desain bangunan yang sebenarnya, kami mengacu pada arsitektur monolitik untuk menggambarkan struktur yang dipotong menjadi formasi batuan masif. Makna yang terkait dengan kata inti "monolit" berhubungan dengan fakta bahwa substansinya adalah satu kesatuan, membuat komposisinya benar-benar seragam. Beberapa bangunan yang terpasang bersama mungkin dibuat dari satu formasi—semuanya berbagi dasar batu yang sama.

Analogi ini diterjemahkan dengan baik ke diskusi kita tentang rekayasa perangkat lunak. Dalam konteks ini, arsitektur monolitik memenuhi fungsi bisnis (yaitu, menciptakan bangunan yang berbeda) yang bervariasi namun memiliki basis kode tunggal (atau dasar batu).

Selama beberapa dekade, arsitektur monolitik sepenuhnya menguasai pengembangan perangkat lunak sebagai model perangkat lunak tradisionalnya. Namun, sekarang, setiap diskusi yang relevan tentang arsitektur monolitik harus mempertimbangkan alternatifnya yang hebat, layanan mikro, yang digunakan dalam jumlah yang semakin meningkat.

Dalam perangkat lunak monolitik, semua kode yang diperlukan untuk aplikasi disimpan di satu lokasi pusat. Hal ini memberikan manfaat penyederhanaan tambahan bagi para pengembang karena sistem diarahkan untuk hanya menerima komunikasi dalam satu format. Sistem ini tidak dikenakan pajak dengan beban menerjemahkan komunikasi dari berbagai layanan. Ini membuat proses pengembangan seperti DevOps lebih mudah dieksekusi.

Aplikasi monolitik biasanya berisi komponen berikut:

• Antarmuka pengguna (UI) di sisi klien: Dalam konteks ini, "sisi klien" dikaitkan dengan apa yang ditampilkan pada perangkat komputasi pengguna. UI mengelola apa yang dilihat oleh pengguna, termasuk gambar, teks, dan apa pun yang dapat dikirimkan melalui layar UI, seperti informasi yang terkait dengan tindakan browser.

• Basis data: Arsitektur monolitik menggunakan sistem manajemen basis data relasional (RDMS) yang terdiri dari banyak tabel.

• Aplikasi sisi server: Aplikasi sisi server berhubungan dengan sumber daya server, dengan akses ke sumber daya server seperti memori, CPU, dan penyimpanan.

Jika kita memeriksa arsitektur monolitik secara lebih terperinci, kita dapat melihat bahwa monolitik memberikan beberapa keuntungan signifikan:

• Pengembangan aplikasi yang lebih mudah: Aplikasi yang dibangun dengan satu basis kode lebih mudah dibuat.

• Penerapan yang sederhana: Arsitektur monolitik bekerja dengan satu file atau direktori yang dapat dieksekusi, yang memudahkan penerapan. Selanjutnya, arsitektur monolitik lebih mudah dipelihara karena menggunakan lebih sedikit komponen.

• Debug tanpa kerumitan: Operasi pengujian dan debug jauh lebih mudah dengan arsitektur monolitik. Operasi pengujian menyeluruh ini dapat diberlakukan dari sistem pencatatan pusat.

• Peningkatan keamanan: Karena arsitektur monolitik adalah sistem tertutup, aktivitas pemrosesan datanya sepenuhnya terkendali dan oleh karena itu lebih terlindungi dari ancaman siber.

Dengan penggunaan arsitektur monolitik, kita melihat bahwa apa yang tampak sebagai kekuatan (kekakuannya) juga dapat dilihat sebagai kelemahan:

• Resistensi terhadap teknologi baru: Karena aplikasi monolitik biasanya memiliki keterikatan erat, mungkin sulit untuk mengintegrasikan teknologi baru ke dalamnya. Malahan, yang biasanya terjadi adalah, bahwa aplikasi monolitik harus dirombak sepenuhnya untuk menerima tambahan baru.

• Skalabilitas yang berkurang: Skalabilitas adalah tantangan terbesar yang dihadapi arsitektur monolitik. Bahkan, jika jumlah penskalaan yang diperlukan relatif kecil (seperti menyesuaikan satu fungsi), Anda mungkin harus membongkar sistem secara efektif dan membangunnya kembali supaya mencerminkan perubahan yang baru. Itu bisa terbukti memakan waktu dan padat karya.

Arsitektur layanan mikro adalah gaya arsitektur cloud native di mana satu aplikasi terdiri dari banyak komponen atau layanan lebih kecil dengan keterkaitan minimal. Aplikasi layanan mikro memiliki tumpukan teknologi mereka sendiri (kumpulan teknologi yang bergabung untuk melakukan pekerjaan tertentu).

Salah satu keuntungan bisnis utama yang disediakan oleh layanan mikro adalah cara sistem dapat dengan mudah diperbarui untuk mencerminkan bagian baru dari aplikasi tanpa memengaruhi keseluruhan aplikasi. Ini berarti penghematan besar waktu dan tenaga kerja.

Alternatif yang sangat mirip dengan arsitektur layanan mikro adalah arsitektur berbasis peristiwa (EDA), yang kadang-kadang digunakan bersama-sama dengan layanan mikro. Di EDA, perubahan status direpresentasikan sebagai peristiwa dan dijadwalkan dalam sistem. EDA menawarkan kopling longgar dan pemrosesan real-time, menjadikannya pilihan yang menarik.

Layanan mikro siap untuk pertumbuhan konstan dan menerima perubahan teknologi. Berikut adalah manfaat utama yang mereka berikan:

• Skalabilitas dalam genggaman: Layanan mikro menawarkan skalabilitas yang sangat meningkat jika dibandingkan dengan arsitektur monolitik. Karena setiap layanan dipecah menjadi beberapa modul, instruksi untuk menskalakan dapat disampaikan ke beberapa layanan secara bersamaan. Selain itu, layanan mikro lebih cocok untuk menangani aplikasi besar.

• Diperuntukkan bagi otomatisasi: Layanan mikro memungkinkan organisasi mengotomatiskan proses integrasi berkelanjutan/pengiriman berkelanjutan (CI/CD). Hal ini memungkinkan pengembangan pembaruan kode yang terjadi pada jadwal berkelanjutan.
  

• Operasi independen: Arsitektur layanan mikro membagi setiap layanan ke dalam sel operasionalnya sendiri. Dengan mengaktifkan operasi independen, tidak ada bahaya alur kerja untuk satu layanan mengganggu alur kerja yang lain.

Meskipun layanan mikro menawarkan banyak keuntungan, kompleksitasnya secara keseluruhan mendasari beberapa masalah yang ditimbulkan oleh penggunaannya:

• Pengujian yang rumit: Dengan layanan mikro, operasi debug bahkan tidak dapat dimulai hingga berbagai bagian aplikasi telah diuji sepenuhnya. Termasuk di dalamnya memeriksa dependensi, aktivitas caching, dan akses data. Semuanya harus bekerja dan bekerja bersama.

• Masalah keamanan: Komunikasi yang terjadi antara berbagai proses dalam sistem layanan mikro menggunakan API gateway. Hal ini dapat menciptakan paparan keamanan dalam hal autentikasi dan proses penting lainnya.

• Peningkatan latensi: Layanan mikro sangat cakap dalam meningkatkan aplikasi, tetapi ada harga yang harus dibayar dalam bentuk jeda dan latensi ekstra. Setiap nuansa peningkatan skala meningkatkan kompleksitas dan jumlah data yang dapat memperlambat upaya pemrosesan.

Munculnya layanan mikro telah mengubah pengembangan perangkat lunak menjadi persaingan dua kuda antara arsitektur layanan mikro pemula dan pendekatan monolitik tradisional untuk arsitektur perangkat lunak.

Mengamati persaingan itu secara sekilas mungkin menunjukkan bahwa layanan mikro adalah arsitektur yang lebih unggul karena merupakan pengembangan selanjutnya. Namun, asumsi itu akan terbukti kurang dipikirkan secara mendalam. Masih ada banyak situasi komputasi yang mendapat manfaat dari kesederhanaan model arsitektur monolitik.

Lebih lanjut, kedua arsitektur perangkat lunak memiliki kelebihan dan kekurangan, dan organisasi sebaiknya memperhatikan kedua tipe tersebut dan mempertimbangkan kebutuhan pengembangan aplikasi yang diproyeksikan sebelum mengadopsi salah satu sistem atau yang lainnya.

Dalam hal bidang perbandingan langsung, arsitektur monolitik dan layanan mikro berbeda dalam banyak hal utama:

• Struktur: Aplikasi monolitik dibangun sebagai satu unit, sementara arsitektur mikro layanan mencerminkan pendekatan yang berbeda, melalui kumpulan layanan yang dapat diterapkan yang lebih kecil dan beroperasi secara independen.

• Pembuatan: Sistem monolitik lebih mudah dibuat daripada sistem yang berbasis arsitektur layanan mikro, karena memiliki desain keseluruhan yang lebih mendasar. Arsitektur layanan mikro membutuhkan penggunaan desain yang jauh lebih terlibat untuk merencanakan dan membangun.

• Kompleksitas: Seiring dengan bertambahnya kompleksitas sebuah sistem, maka sistem tersebut akan semakin cocok dengan model arsitektur layanan mikro, yang menawarkan fondasi pemrograman dinamis yang mengakomodasi penambahan fungsi dan fitur baru di masa mendatang.

• Skalabilitas: Arsitektur layanan mikro didasarkan pada layanan individual yang ditetapkan dengan baik yang mudah dikotak-kotakkan ke dalam bentuk modular dengan keterikatan minimal dan dapat berkomunikasi satu sama lain melalui API. Arsitektur monolitik memiliki kemampuan beradaptasi yang lebih rendah karena struktur intinya yang tersusun tebal dan perangkat lunak yang digabungkan secara ketat.

• Debug: Proses debug (atau menggunakan perangkat lunak untuk deteksi masalah pengodean) adalah bagian penting dari operasi yang bertanggung jawab. Meskipun orang mungkin berpikir bahwa ini adalah area di mana layanan mikro memiliki keunggulan yang pasti, namun yang terjadi justru sebaliknya. Debug bekerja lebih baik dalam konteks yang lebih mudah, persis seperti yang ditawarkan arsitektur monolitik.

• Penyiapan produk: Penyiapan produk adalah metrik utama dalam dunia perdagangan, yang mengukur seberapa cepat barang dapat diproduksi dan dimasukkan ke dalam saluran distribusi. Aplikasi monolitik hanya menggunakan satu basis kode, yang membebaskan pengembang dari keharusan untuk menggabungkan perangkat lunak dari berbagai layanan, sehingga menghasilkan waktu yang lebih cepat untuk dipasarkan.

• Kemampuan bisnis: Arsitektur mana pun dapat terbukti cukup efektif ketika organisasi pertama kali mulai menggunakannya. Tantangan datang dengan munculnya pertumbuhan bisnis dan ketika perusahaan tersebut mengembangkan kebutuhan perusahaan yang membutuhkan tahap operasi yang lebih besar. Pada saat itulah layanan mikro benar-benar membuktikan nilainya, dengan menawarkan lebih banyak cara untuk operasi untuk menskalakan daripada yang bisa dilakukan oleh arsitektur monolitik.

Mengetahui kapan harus menggunakan gaya arsitektur sangat penting, seperti halnya memahami sistem yang paling sesuai berdasarkan penggunaan yang Anda butuhkan. Ini adalah penggunaan terbaik dari sistem monolitik:

• Perusahaan rintisan: Perusahaan rintisan perlu melakukan pergerakan bisnis yang cepat, tetapi juga perlu menghemat dana awal yang berharga. Untuk alasan ini, model arsitektur monolitik sangat masuk akal untuk perusahaan baru. Sistem monolitik mudah dipelajari dan cepat serta murah untuk digunakan, sementara beradaptasi menggunakan arsitektur layanan mikro bisa menjadi urusan yang mahal dan memakan waktu.

• Proyek dasar: Arsitektur monolitik sangat cocok untuk menangani aplikasi atau pengembangan prototipe—asalkan aplikasi atau prototipe yang dimaksud sederhana. Hal ini disebabkan kemudahan menggunakan basis kode tunggal. Perangkat lunak ini dapat dikembangkan sepenuhnya tanpa perlu mengintegrasikan data dari berbagai sumber, sehingga lebih mudah digunakan.

Layanan mikro cocok untuk banyak proyek, termasuk aplikasi yang paling kompleks:

• E-commerce: E-commerce telah berkembang pesat dalam waktu yang relatif singkat, secara luas menulis ulang strategi penjualan peritel yang tak terhitung jumlahnya yang telah melepaskan diri dari biaya pembangunan besar-besaran yang terkait dengan operasi penjualan fisik. Pasar penjualan e-Commerce pada tahun 2023 naik menjadi USD 5,8 triliun, didorong oleh peritel yang ada di mana-mana dan waspada terhadap pasar seperti Amazon (AWS).¹

• Platform hiburan: Saat mengoperasikan platform hiburan internasional, Anda harus mampu menahan beban kerja yang ringan dan berat. Pada tahun 2009, raksasa video streaming Netflix melakukan transisi sistemnya dari arsitektur monolitik ke arsitektur layanan mikro berbasis cloud. Backend Netflix sekarang mencakup aplikasi dari Apache, Cassandra, Chukka, Gluster, Hadoop, Hive, JavaTM, MySQL—dengan banyak dukungan untuk penyeimbangan beban.

• Tim pakar: Seperti yang telah dinyatakan sebelumnya, layanan mikro tidak semudah menggunakan arsitektur monolitik. Mereka membutuhkan praktisi yang dapat membawa keahlian yang mapan untuk pekerjaan mereka. Lebih lanjut, arsitektur layanan mikro biasanya membutuhkan dukungan dari beberapa teknisi, karena kompleksitas operasi secara keseluruhan. Karena alasan inilah, tim pakar lengkap adalah pasangan yang ideal untuk mengerjakan arsitektur layanan mikro dan pengembangan aplikasi mikro.