Vantaggi e svantaggi dei microservizi

L'architettura a microservizi ha trasformato il modo in cui le organizzazioni costruiscono e distribuiscono applicazioni software. Invece di creare un'unica grande applicazione in cui tutti i componenti sono strettamente connessi, i microservizi suddividono le applicazioni in servizi più piccoli e indipendenti. Ogni servizio gestisce una funzione aziendale specifica e può essere sviluppato, implementato e scalato in modo indipendente.

Aziende come Netflix, Uber, Amazon, Spotify e Airbnb utilizzano microservizi per gestire milioni di utenti e transazioni ogni giorno.

L'architettura a microservizi è diventata sempre più importante, perché risolve le sfide che le organizzazioni devono affrontare con la progettazione di applicazioni tradizionali. Le aziende possono costruire sistemi complessivi flessibili, riprendersi facilmente dai guasti e portare nuove funzionalità sul mercato più rapidamente.

I microservizi sono passati dall'essere una tendenza emergente a una componente critica della strategia IT di un'azienda. Secondo Gartner, il 74% delle organizzazioni intervistate utilizza attualmente l'architettura a microservizi, mentre un altro 23% prevede di farlo presto.¹

Sebbene i microservizi aumentino la complessità, i loro vantaggi stanno favorendo un'adozione diffusa in tutti i settori. Comprendere i pro e i contro dei microservizi è essenziale per prendere decisioni informate sulla loro adozione.

L'architettura a microservizi rappresenta un cambiamento fondamentale nel modo in cui le applicazioni vengono progettate e costruite, allontanandosi dai sistemi strettamente accoppiati verso architetture distribuite. Invece di costruire tutto come un unico sistema interconnesso, gli sviluppatori suddividono la funzionalità in servizi separati e debolmente accoppiati. Ogni modulo distribuibile in modo indipendente si concentra su una specifica funzionalità aziendale e opera con il proprio data storage, la propria logica di business e le proprie interfacce di comunicazione.

Il concetto di microservizi può essere fatto risalire agli anni 2010 e a un allontanamento dall'architettura orientata ai servizi (SOA), un approccio in cui le applicazioni aziendali sono costruite da componenti software riutilizzabili chiamati servizi.

I microservizi si basano sui principi SOA. I servizi sono più piccoli e i team hanno maggiore autonomia, mentre il controllo centralizzato è ridotto al minimo. Questa architettura ha preso piede insieme all'ascesa del cloud computing e dello sviluppo cloud-native. Grandi aziende tecnologiche come Amazon e Netflix hanno adottato questo approccio perché avevano bisogno di maggiore flessibilità e della capacità di scalare diverse parti delle loro applicazioni in modo indipendente.

Oggi i microservizi sono diventati una realtà diffusa, con un solido ecosistema di strumenti e piattaforme che li rendono accessibili alle organizzazioni di tutte le dimensioni. Il mercato globale dell'architettura dei microservizi è stato valutato 376,08 miliardi di USD nel 2023. Si prevede che raggiungerà i 523,20 miliardi di dollari entro il 2030, con un CAGR del 4,9% dal 2024 al 2030.²

Comprendere la differenza tra microservizi e applicazioni monolitiche mostra perché così tante organizzazioni stanno compiendo questa transizione. In un'applicazione monolitica, tutto è costruito come una singola unità con una singola base di codice. Ad esempio, un'applicazione web aziendale che gestisce gli ordini dei clienti, l'inventario e la fatturazione avrà tutte queste funzioni strettamente integrate. Per modificare una parte è necessario comprendere come questa influisca su tutte le altre.

Sebbene questa semplicità semplifichi lo sviluppo iniziale del software, crea problemi man mano che le applicazioni crescono. Qualsiasi cambiamento richiede la ricostruzione e la ridistribuzione dell'intera applicazione. Se è necessaria maggiore capacità in un'architettura monolitica, l'intera applicazione deve essere scalata, anche le parti che non richiedono maggiore capacità di prestazioni.

I microservizi risolvono questi problemi suddividendo l'applicazione in servizi separati che comunicano tra loro tramite application programming interface (API). Ogni servizio ha la propria base di codice e il proprio database e può essere distribuito in modo indipendente.

Prendiamo ad esempio la piattaforma musicale Spotify, che conta centinaia di milioni di utenti in tutto il mondo. Quando la domanda di musica in streaming aumenta in occasione dell'uscita di un album importante, Spotify aumenta la distribuzione di audio e i servizi di playlist senza influire sull'autenticazione degli utenti o sull'elaborazione dei pagamenti. Questo approccio permette a diversi team di lavorare contemporaneamente sui singoli servizi senza conflitti.

L'architettura dei microservizi introduce una maggiore complessità nella gestione dei sistemi distribuiti. Molte organizzazioni adottano un approccio ibrido, combinando microservizi con sistemi monolitici, funzioni serverless e altri modelli architettonici, basandosi su ciò che funziona meglio per specifici casi d'uso.

I microservizi funzionano attraverso una combinazione di modelli architettonici, metodi di comunicazione e tecnologia. Ogni microservizio funziona come un processo autonomo e presenta le sue caratteristiche tramite API REST, code di messaggi o stream di eventi. I servizi comunicano sulla rete per condividere dati e attivare azioni.

Ad esempio, quando un cliente ordina da mangiare tramite Uber Eats, più servizi lavorano insieme in sequenza. Il sistema controlla la disponibilità del ristorante, elabora i pagamenti, assegna un autista per la consegna e invia aggiornamenti al cliente. Solitamente, è un API gateway a gestire questa comunicazione, agendo come un unico punto di ingresso che invia le richieste ai microservizi giusti.

La tecnologia di containerizzazione, come Docker, è diventata essenziale per i microservizi. I container impacchettano ogni microservizio con tutto ciò di cui ha bisogno per funzionare, creando un'unità standardizzata che funziona allo stesso modo in diversi ambienti.

Kubernetes e piattaforme cloud simili fanno un passo in più automatizzando la distribuzione, la scalabilità e la gestione di questi container. Si occupano dell'individuazione dei servizi, del bilanciamento del carico, del monitoraggio dello stato di salute e del ripristino automatico in caso di problemi.

I principali fornitori di cloud come Microsoft Azure, IBM Cloud e Google Cloud Platform offrono tutti strumenti completi e servizi gestiti per la distribuzione e l'orchestrazione dei microservizi.

Oltre ai container, i microservizi si basano su altre tecnologie, come le service mesh, per la gestione della comunicazione tra i servizi, il tracciamento distribuito per il monitoraggio delle richieste e gli strumenti di API management per il controllo degli accessi. I sistemi di gestione della configurazione consentono ai servizi di recuperare le impostazioni in modo dinamico e le piattaforme di registrazione distribuite raccolgono i log di tutti i servizi in un unico posto.

I vantaggi dell'integrazione dell'architettura a microservizi sono grandi. Tra i principali, i più notevoli sono:

• Scalabilità migliorata

• Maggiore agilità e time to market più rapido

• Isolamento dei guasti e resilienza del sistema

• Convenienza nei costi

• Integrazione DevOps e distribuzione continua

• Flessibilità tecnologica e innovazione 

Le organizzazioni scalano esattamente ciò di cui hanno bisogno con i microservizi. Per esempio, durante l'alta stagione, la piattaforma di alloggi di viaggio Airbnb aumenta i servizi di ricerca e prenotazione, mantenendo altri servizi come la messaggistica degli host e i sistemi di recensioni a capacità normale.

Diversi servizi utilizzano strategie di scalabilità distinte in base alle loro esigenze. Questo approccio modulare riduce i costi infrastrutturali e migliora l'efficienza delle risorse rispetto alla scalabilità di intere applicazioni monolitiche.

I team piccoli e autonomi dispongono di servizi end-to-end specifici. Ogni team sceglie le migliori tecnologie per il proprio servizio e si sposta al proprio ritmo senza dover affrontare i cicli di coordinamento o riassegnazione a livello di organizzazione.

Le aziende possono testare rapidamente le idee, iterare rapidamente e rispondere più velocemente ai cambiamenti del mercato, costruendo funzionalità come nuovi servizi che si collegano a quelli esistenti.

Se un motore di raccomandazione si blocca, gli utenti possono comunque sfogliare i prodotti, aggiungere articoli al carrello ed effettuare il check-out. Gli interruttori automatici e modelli simili consentono ai servizi di gestire senza problemi i guasti quando le dipendenze non rispondono.

Questa resilienza è fondamentale per le aziende in cui i costi dei tempi di inattività raggiungono migliaia di dollari al minuto. L'intera applicazione raramente si interrompe, anche quando i singoli componenti si guastano, perché i guasti rimangono isolati.

Le organizzazioni risparmiano denaro grazie a una gestione efficiente delle risorse, scalando solo i servizi che richiedono maggiore capacità, anziché intere applicazioni. I team di sviluppo possono ottimizzare i costi selezionando lo stack tecnologico più appropriato per le esigenze specifiche di ogni servizio, evitando il costo di sovra-progettare o applicare soluzioni di livello aziendale in modo uniforme. Il modello pay-as-you-go dei microservizi basati su cloud allinea direttamente i costi con l'utilizzo reale.

Microservices in the Enterprise, un sondaggio IBM del 2021, ha rilevato che l'87% di oltre 1.200 dirigenti IT, dirigenti sviluppatori e sviluppatori concorda che l'adozione dei microservizi valga la spesa e lo sforzo.

I team DevOps possono introdurre nuovi componenti senza problemi senza causare tempo di inattività, grazie al funzionamento indipendente di ogni servizio.

Test automatizzati, pipeline di distribuzione e infrastructure as code (IaC) funzionano bene con i microservizi, creando una cultura di release rapide e affidabili.

Ogni microservizio può utilizzare tecnologie diverse, tra cui linguaggi di programmazione (ad esempio Java, Python), framework e database più adatti alla sua specifica funzione. I team non sono vincolati a un unico stack tecnologico per l'intera applicazione.

Le organizzazioni possono adottare nuove tecnologie in modo incrementale, sperimentare strumenti emergenti e sfruttare soluzioni specializzate dove offrono il maggior valore.  

Pur offrendo diversi vantaggi, ci sono alcuni svantaggi dei microservizi che le organizzazioni dovrebbero affrontare:

• Test di complessità

• Considerazioni sulla sicurezza

• Coordinamento della comunicazione

• Gestione dei dati

Testare un'applicazione basata su microservizi richiede un approccio diverso rispetto alle applicazioni monolitiche. Tutte le dipendenze, la cache e l'accesso ai dati hanno bisogno di convalida per garantire le prestazioni corrette. Gli ambienti di test coinvolgono più servizi in esecuzione contemporaneamente con configurazione e dati adeguati.

Man mano che i servizi crescono, gli scenari di test si espandono. Mantenere la coerenza dei dati di test e l'integrità dei dati tra i servizi richiede una pianificazione strategica.

La comunicazione di rete tra microservizi crea requisiti di sicurezza rafforzati. I gateway API necessitano di autenticazione e crittografia adeguate.

Gestire credenziali e token tra più microservizi richiede un coordinamento attento e i team di sicurezza necessitano di strumenti di visibilità robusti per monitorare l'attività nell'architettura distribuita.

Le considerazioni progettuali diventano essenziali nel coordinare la comunicazione tra i servizi. Le chiamate tra servizi aggiungono latenza di rete rispetto alle chiamate di funzione in corso e questi ritardi si accumulano man mano che le richieste fluiscono attraverso più servizi.

Le caratteristiche di resilienza della rete, come la logica di riprova, i timeout e la gestione dei guasti, diventano una pratica standard. La gestione delle versioni API richiede anche una pianificazione attenta, poiché i servizi evolvono in modo indipendente.

Ogni microservizio che gestisce il proprio database crea sfide di gestione dei dati. Mantenere la coerenza quando le transazioni si estendono su più database richiede modelli specifici e il reporting necessita di approcci diversi quando i dati sono distribuiti anziché centralizzati.

L'architettura dei microservizi richiede una pianificazione deliberata e un'esecuzione attenta. Le best practice includono queste strategie chiave:

• Definire confini di servizio chiari

• Implementare l'osservabilità completa

• Piano per la resilienza

• Automatizza la gestione dell'infrastruttura