Microservice-Architektur und ihre Vorteile bei der Softwareentwicklung

Microservices sind in der Softwareentwicklung eine branchenweit übliche Praxis. Dank ihrer Flexibilität und Skalierbarkeit sind sie immer wieder die erste Wahl für Cloud-Anwendungen.

Was sind Microservices?

Microservices sind ein Softwareentwicklungsmodell, bei dem eine Anwendung in mehrere kleine, unabhängige und spezialisierte Dienste mit jeweils einer bestimmten Funktion unterteilt wird. Dieser Ansatz entstand, als Unternehmen monolithische Anwendungen in überschaubarere Komponenten aufspalteten. Statt beispielsweise das Zahlungssystem innerhalb einer gesamten E-Commerce-Plattform zu verwalten, konnte ein spezifischer Microservice nur für die Verarbeitung von Transaktionen erstellt werden.

Microservices werden für die Entwicklung skalierbarer Anwendungen verwendet und eignen sich daher hervorragend für komplexe und sich laufend ändernde Projekte. Dank der modularen Architektur kann jeder Service autonom eingesetzt und aktualisiert werden, so dass er sich leicht an neue Anforderungen anpassen lässt.

Sie werden für die Migration von Websites in die Cloud, die Entwicklung eigenständiger Services für Zahlungen und Bestellungen, die Modernisierung von Datenverarbeitungs- und Analysesystemen und die skalierbare Verwaltung von Mediendateien wie Videos und Bildern eingesetzt.

Unterschiede zwischen einer Microservice-Architektur und einer monolithischen Architektur

Die Microservice-Architektur unterscheidet sich von der traditionellen monolithischen Architektur, bei der alle Komponenten einer Software in eine einzige Struktur integriert sind. In einem monolithischen System, das aus Codebases besteht, die als Einheit funktionieren, erfordert jede Änderung oder Aktualisierung Änderungen an der gesamten Anwendung, was zu Ausfallzeiten führen kann.

Im Gegensatz dazu kann in der Microservice-Architektur dank der dezentralen Datenverwaltung (Data Mesh) jeder Service unabhängig arbeiten und ohne Beeinträchtigung des Betriebs des restlichen Systems aktualisiert werden. Darüber hinaus sind diese Services häufig nach spezifischen Geschäftsbereichen und mit genau definierten Grenzen, den so genannten Bounded Contexts, organisiert, so dass jeder Block seinen eigenen Funktionsumfang hat.

Merkmale von Microservices

Microservices weisen eine Reihe von Merkmalen auf:

• Unabhängigkeit. Jeder Service kann separat entwickelt, implementiert und skaliert werden.
• Flexible Datenverwaltung. Zwar können sich einige Microservices eine Datenbank teilen, in der Regel hat aber jeder seine eigene Datenbank.
• Kommunikation über API. Die verschiedenen Microservices kommunizieren über APIs (Application Programming Interfaces) miteinander.
• Parallele Entwicklung. Programmierteams können gleichzeitig und ohne gegenseitige Einflussnahme an verschiedenen Microservices arbeiten, was zu einer verbesserten betrieblichen Effizienz führt.
• Sicherheit. Microservices verwenden Sicherheitsmechanismen wie TLS-Verschlüsselung zum Schutz der Kommunikation zwischen den Services. Dadurch werden die Informationen vor unbefugtem Zugriff geschützt.
• Containerisierung. Microservices werden in der Regel in „Containern“ ausgeführt, die kleinen Kisten ähneln und alles Notwendige für den Betrieb enthalten. So können sie leicht von einem Ort zum anderen verlagert werden und je nach Bedarf wachsen. Tools wie Kubernetes, eine Open-Source-Plattform, die die Ausführung von Anwendungen steuert, helfen bei der Organisation und Verwaltung dieser Container.

Was sind die Vor- und Nachteile der Verwendung von Microservices?

Microservices bieten eine Reihe von Vorteilen, darunter:

• Skalierbarkeit. Jeder Microservice skaliert nach seinem eigenen Bedarf.
• Technologische Flexibilität. In verschiedenen Services können unterschiedliche Programmiersprachen und Technologien verwendet werden.
• Resilienz. Fällt ein Microservice aus, funktioniert der Rest des Systems problemlos weiter.
• Unabhängige Entwicklung und Bereitstellung. Die Teams arbeiten in getrennten Services, ohne sich gegenseitig zu stören.
• Flexibilität. Microservices fördern die Organisation von kleinen, autonomen Teams, die die Verantwortung für Services übernehmen. Dies führt zu schnelleren Entwicklungszyklen und einer größeren Innovationsfähigkeit.
• Einfache Implementierung. Sie erleichtern die kontinuierliche Integration und Bereitstellung, so dass neue Ideen getestet und Änderungen bei Bedarf schnell rückgängig gemacht werden können. Dadurch werden die Kosten für Fehler reduziert und die Markteinführung beschleunigt. ​

Trotz der zahlreichen Vorteile bringen Microservices auch einige Herausforderungen mit sich. Sie erfordern eine komplexere Infrastruktur, da jeder Service unabhängig verwaltet werden muss. Die Abstimmung der Kommunikation zwischen ihnen kann komplexer sein, insbesondere wenn die Zahl der Services steigt. Darüber hinaus können Aufgaben wie Überwachung, Tests, Versionskontrolle und Bereitstellung anspruchsvoller werden.

Daher sind spezielle Tools, gute Entwicklungsverfahren und eine enge Koordinierung zwischen den Teams unerlässlich. Mit der richtigen Planung und dem Einsatz moderner Technologien lassen sich diese Herausforderungen jedoch bewältigen. So können flexiblere, skalierbare und widerstandsfähigere Systeme aufgebaut werden.

Beispiel für eine Microservice-Architektur: Easy DOM von Mecalux

Easy DOM ist eine Software von Mecalux zur Optimierung der Auswahl von Kommissionierpunkten innerhalb eines Netzwerks von Lagern und Vertriebszentren. Es wurde nativ in der Cloud entwickelt und auf einer Microservice-Architektur für den Betrieb auf einer Kubernetes-Plattform implementiert.

Dieses Mecalux-System ist nicht als traditionelle monolithische Anwendung, sondern als eine Reihe von Microservices strukturiert. Jeder Microservice erfüllt eine bestimmte Funktion und ist vom Rest entkoppelt. So kann er unabhängig entwickelt, bereitgestellt und skaliert werden.

Die Kubernetes-Plattform dient als Tool zur effizienten Orchestrierung aller bereitgestellten Services und stellt sicher, dass jeder einzelne ordnungsgemäß funktioniert und mit den anderen kommuniziert. Sie ist auch für die Verwaltung des Lebenszyklus der Container zuständig, in denen die Microservices ausgeführt werden.

Microservices: eine neue Ära für Anwendungen

Die Microservice-Architektur ist eine bedeutende Entwicklung in der modernen Softwareentwicklung und bietet Vorteile wie Skalierbarkeit, Flexibilität und Ausfallsicherheit. Zwar bringt ihre Umsetzung gewisse technische und organisatorische Herausforderungen mit sich, doch verwandelt ihre Einführung verwaltete Systeme in agilere und anpassungsfähigere Strukturen. Dies erleichtert ihre ständige Aktualisierung und Anpassung an die sich ändernden Anforderungen des heutigen digitalen Umfelds.

Fälle wie Easy DOM von Mecalux zeigen, wie dieser Ansatz zu dynamischeren, robusteren technologischen Lösungen führen kann, die den Anforderungen der heutigen digitalen Welt gerecht werden. Durch die Implementierung von Microservices wird nicht nur die Anwendungsarchitektur verbessert, sondern auch die Innovation und die Belastbarkeit des Unternehmens erhöht. Entdecken Sie, wie unsere Softwarelösungen auf Basis von Microservice-Architekturen Ihr Unternehmen für die Zukunft rüsten. Wenden Sie sich an uns, wir von Mecalux können Ihnen beim nächsten Schritt in Richtung Digitalisierung helfen.