整体式架构与微服务架构之间有什么区别?


整体式架构与微服务架构之间有什么区别?

整体式架构是一种传统的软件开发模型,使用一个代码库来执行多种业务功能。由于系统内的数据交换机制,整体式系统中的所有软件组件都是相互依赖的。修改整体式架构既受限制又耗时,因为微小的更改会影响代码库的大部分区域。相比之下,微服务是一种将软件组合成小型独立组件或服务的架构方法。每项服务都会执行一项功能,并通过明确定义的接口与其他服务进行通信。由于各项服务独立运行,因此您可以根据需要更新、修改、部署或扩展每项服务。

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主要区别:整体式与微服务

整体式应用程序通常由客户端 UI、数据库和服务器端应用程序组成。开发人员在单个代码库上构建所有这些模块。

另一方面,在分布式架构中,每个微服务都用于完成单个功能或业务逻辑。微服务不是在同一个代码库中交换数据,而是与 API 通信。

接下来,我们来讨论两者之间的更多区别。

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开发流程

整体式应用程序更容易入手,因为不需要太多的前期规划。您可以开始并根据需要继续添加代码模块。但是,随着时间的推移,应用程序可能会变得复杂且难以更新或更改。

微服务架构在开始之前需要更多的规划和设计。开发人员必须确定可以独立运行的不同功能并规划一致的 API。但是,最初的协调可使代码维护效率大大提高。您可以进行更改并更快地发现错误。代码的可重用性也会随时间的推移而提高。

部署

部署整体式应用程序比部署微服务更简单。开发人员在单个环境中安装整个应用程序代码库和依赖项。 

相比之下,部署基于微服务的应用程序更为复杂,因为每个微服务都是可独立部署的软件包。开发人员通常会在部署微服务之前对其进行容器化。容器打包了微服务的代码和相关依赖项,以实现平台独立性。

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调试

调试是一个软件过程,用于识别导致应用程序行为不稳定的编码错误。在调试整体式架构时,开发人员可以跟踪数据移动或检查同一编程环境中的代码行为。另一方面,识别微服务架构中的编码问题需要研究多个松散耦合的单个服务。 

调试微服务应用程序可能更具挑战性,因为多个开发人员可能负责多个微服务。例如,调试可能需要团队成员之间进行协调测试、讨论和反馈,这将耗费更多的时间和资源。 

修改

由于编码紧密耦合,因此整体式应用程序某一部分的微小变化会影响多个软件功能。此外,当开发人员对整体式应用程序进行新的更改时,他们必须在服务器上重新测试和重新部署整个系统。

相比之下,微服务方法则较为灵活。对应用程序进行更改比较容易。开发人员只需要更改特定功能,而不是修改所有服务。他们还可以独立部署特定的服务。这种方法在持续部署工作流中很有帮助,在这种工作流中,开发人员可以经常进行细微更改,而不会影响系统稳定性。 

扩展

整体式应用程序在扩展时面临多项挑战。整体式架构包含单个代码库中的所有功能,因此必须在需求发生变化时对整个应用程序进行扩展。例如,如果由于通信功能出现流量激增而导致应用程序性能下降,则必须增加计算资源以满足整个整体式应用程序的需求。这会导致资源浪费,因为并非应用程序的所有部分都处于峰值容量。

另一方面,微服务架构支持分布式系统。每个软件组件在分布式系统中接收各自的计算资源。这些资源可以根据当前容量和预测需求独立扩展。因此,例如,您可以将更多资源分配给地理位置服务,而不是整个系统。

运营影响:整体式架构与微服务架构

微服务有助于加速创新、降低风险、缩短上市时间和降低总拥有成本。以下是微服务架构运营优势的摘要。

加速创新

整体式架构限制了组织在现有应用程序中引入新的业务功能和技术的能力。开发人员无法使用新的技术框架来重新构建代码库中的某些部分,这会使组织无法跟上现代技术趋势。

另一方面,微服务是开发人员可以使用不同的框架和软件技术构建的独立软件组件。微服务之间的松耦合使企业能够更快实现某些组件的创新。 

降低风险

整体式应用程序和微服务应用程序都会遇到代码冲突、错误和更新失败的情况。但是,当开发人员发布新更新时,整体式应用程序会带来更大的风险,因为整个应用程序会出现单点故障。代码库中的细微错误可能会导致整个应用程序发生故障。此类事件有可能导致严重的服务中断并影响所有活跃用户。

因此,开发人员更愿意构建微服务应用程序,以降低部署风险。如果一个微服务出现故障,其他微服务仍可运行,因此对应用程序的影响有限。开发人员还使用工具抢先解决影响微服务的问题,以提高应用程序的可恢复性。 

缩短上市时间

随着代码复杂性的增加,整体式应用程序的软件开发工作量呈指数级增长。最终,开发人员必须花费更多时间来管理和交叉引用代码文件和库,因此无暇构建新功能。当您使用僵化的基础设施进行开发时,会导致预期时间表延迟。 

相反,具有微服务专业知识的组织可以更快地构建和发布数字产品。在分布式软件架构中,每个开发人员专注于较小的代码块,而不是较大的代码块。开发人员在创建特定微服务时,不需要了解其他微服务的工作原理。他们只需要使用相应的 API,这些 API 学习起来更快、更容易。 

降低总拥有成本

在开发、部署和维护过程中,微服务应用程序和整体式应用程序都会产生费用。但是,从长远来看,微服务方法更具成本效益。

您可以通过按需添加计算资源来横向扩展微服务应用程序。您只需要为单个服务,而不是整个应用程序添加资源。要扩展整体式系统,公司必须升级整个应用程序的内存和处理能力,成本更加高昂。 

除基础设施成本外,维护整体式应用程序的费用也会随需求的变化而增加。例如,有时开发人员必须在较新的硬件上运行旧版整体式软件。这需要自定义知识,而且开发人员必须重新构建应用程序以使其保持运行。另一方面,微服务独立于特定的硬件和平台运行,这使组织无需进行昂贵的升级。

何时使用整体式架构与微服务架构

整体式架构和微服务架构都可以帮助开发人员使用不同的方法构建应用程序。重要的是要明白,微服务并不能降低应用程序的复杂性。相反,微服务结构揭示了潜在的复杂性,使开发人员能够更有效地构建、管理和扩展大型应用程序。

在决定是开发微服务还是整体式架构时,可以考虑以下因素。

应用程序大小

在设计简单的应用程序或原型时,整体式方法更合适。由于整体式应用程序使用单一的代码库和框架,因此开发人员无需集成多个服务即可构建软件。微服务应用程序可能需要投入大量的时间和设计精力,对于非常小的项目来说,收益与成本无法平衡。 

另一方面,微服务架构更适合构建复杂的系统。它能为您的团队提供坚实的编程基础,并支持他们灵活地添加更多功能。例如,Netflix 使用 AWS Lambda 来扩展其流媒体基础设施并节省开发时间。

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团队能力

尽管使用微服务进行开发非常灵活,但这需要不同的知识组合和设计思维。与整体式应用程序不同,微服务开发需要了解云架构、API、容器化以及其他特定于现代云应用程序的专业知识。此外,对于刚接触分布式架构的开发人员来说,对微服务进行故障排除可能具有挑战性。 

基础设施

整体式应用程序在单个服务器上运行,微服务应用程序则更多地受益于云环境。尽管可以从单个服务器运行微服务,但开发人员通常在云服务提供商处托管微服务,以帮助确保可扩展性、容错能力和高可用性。

在开始使用微服务之前,您需要有合适的基础设施。为微服务设置工具和工作流需要投入更多精力,但其更适合构建复杂且可扩展的应用程序。

如何从整体式架构过渡到微服务架构

可以将整体式应用程序迁移到微服务架构,但需要仔细规划和实施。要根据利益相关者的持续反馈来调整步骤的节奏,这一点非常重要。一般而言,您可以按照以下步骤操作。

制定计划

制定考虑运营风险、客户体验、技术能力、时间表和业务目标的迁移和部署策略。 

寻找云合作伙伴

与可靠的云提供商合作,将整体式应用程序容器化。这是一个必要的过程,可以消除应用程序对特定硬件和软件要求的依赖。然后,您的开发人员可以开始将大型代码库分成多个微服务分区。 

采用 DevOps 实践

在您的组织中采用 DevOps 文化,并使用持续集成和持续部署(CI/CD)工具来支持迁移工作。DevOps 是一种软件实践,允许使用自动化工具缩短开发生命周期。 

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构建微服务

在云基础设施上构建和部署微服务。使用适当的工具监控微服务的运行状况、流量和安全性,并及时响应问题。如果您感兴趣,可以阅读将整体式应用程序分解为微服务的教程。

差异摘要:整体式与微服务

类别

整体式架构

微服务架构

设计

具有多个相互依赖函数的单一代码库。

具有自主功能的独立软件组件,使用 API 相互通信。

开发

前期所需的规划较少,但理解和维护会变得越来越复杂。

前期所需的规划和基础设施较多,但随着时间的推移,管理和维护会变得更加容易。

部署

整个应用程序作为单个实体部署。

每个微服务都是一个独立的软件实体,需要单独的容器化部署。

调试

在同一环境中追踪代码路径。

需要使用高级调试工具来追踪多个微服务之间的数据交换。

修改

细微的更改会带来更大的风险,因为这些更改会影响整个代码库。

您可以在不影响整个应用程序的情况下修改单个微服务。

规模

即使只有某些功能领域的需求增加,您也必须扩展整个应用程序。

您可以根据需要扩展单个微服务,从而节省总体扩展成本。 

投资

前期投资较低,代价是持续性维护工作增加。

在建立所需的基础设施和培养团队能力方面投入额外的时间和成本。但是,从长期看来,这将带来成本节约、易于维护和适应性强等好处。

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