Создание микросервисов, 2-е издание

Stron: 552

Format: 16,5 x 23,4 cm

Rok wydania: 2022

Oprawa: miękka

Budowanie mikrousług

Sam Newman

Mikrousługi są dla wielu organizacji wspaniałą alternatywą. Systemy rozproszone złożone ze współpracujących ze sobą mikrousług pozwalają na efektywne i elastyczne dostarczanie oprogramowania, które ściśle odpowiada na wymagania użytkowników. Dodatkową zaletą jest możliwość relatywnie szybkiego wprowadzania modyfikacji w systemie, co ułatwia płynne zaspokajanie zmieniających się potrzeb. Pewnym wyzwaniem dla programistów jednak może być złożoność powodowana przez właściwości architektury systemów rozproszonych, a także pojawiające się wciąż nowe technologie i metodyki, które znacząco zmieniają sposób korzystania z mikrousług.

To drugie wydanie praktycznego przewodnika po projektowaniu, tworzeniu, wdrażaniu, skalowaniu i utrzymaniu systemów opartych na drobnoziarnistych mikrousługach. Publikacja została uzupełniona o informacje dotyczące najnowszych trendów i technologii związanych z mikrousługami. Sporo miejsca poświęcono na staranne przeanalizowanie przykładów dotyczących opisywanych koncepcji, a także pokazanie optymalnych sposobów rozwiązywania różnych problemów. Opisano również najnowsze rozwiązania dotyczące modelowania, integracji, testowania, wdrażania i monitorowania autonomicznych usług. Bardzo interesującą częścią są studia przypadków, w których przeanalizowano, jak organizacjom udaje się w praktyce w pełni wykorzystywać możliwości mikrousług.

Dzięki książce dowiesz się, jak:

• przeprowadzać orkiestrację kontenerów i wdrażać rozwiązania bezserwerowe
• dostosowywać projekt systemu do potrzeb organizacji
• wybrać najlepszy sposób integracji usługi z systemem
• samodzielnie wdrażać mikrousługi
• skutecznie testować i monitorować usługi rozproszone
• zarządzać zabezpieczeniami dla rozszerzonej zawartości

Architektura mikrousług: naucz się podejmować najlepsze decyzje projektowe!

O autorze

Sam Newman - jest technologiem w firmie ThoughtWorks, gdzie dzieli swój czas pomiędzy pomoc klientom z całego świata, a rolę architekta wewnętrznych systemów. Współpracował z różnymi firmami na całym świecie, zarówno w zakresie projektowania systemów, jak i innych operacji związanych z informatyką.

Spis treści:

Przedmowa

Część I. Podstawy

Rozdział 1. Czym są mikrousługi?

• Mikrousługi w skrócie
• Kluczowe pojęcia dotyczące mikrousług

  Możliwość niezależnego wdrażania

  Zamodelowane wokół domeny biznesowej

  Posiadanie własnego stanu

  Rozmiar

  Elastyczność

  Dopasowanie architektury do organizacji zespołów

• Monolit

  Monolit jednoprocesowy

  Monolit modułowy

  Monolit rozproszony

  Monolity i rywalizacja o dostawy

  Zalety monolitów

• Technologie pomocnicze

  Agregacja logów i rozproszone śledzenie

  Kontenery i Kubernetes

  Przesyłanie strumieniowe

  Chmura publiczna i platformy bezserwerowe

• Najważniejsze korzyści

  Niejednorodność technologii

  Odporność na błędy

  Skalowanie

  Łatwość wdrażania

  Dopasowanie do organizacji zespołów

  Komponowalność

• Niedogodności związane z architekturą mikrousług

  Wrażenia programisty

  Przeciążenie technologią

  Koszty

  Raportowanie

  Monitorowanie i rozwiązywanie problemów

  Bezpieczeństwo

  Testowanie

  Opóźnienia

  Spójność danych

• Czy powinienem korzystać z mikrousług?

  Kiedy mikrousługi mogą się nie sprawdzić?

  Gdzie mikrousługi działają dobrze?

• Podsumowanie

Rozdział 2. Jak modelować mikrousługi?

• Przedstawiamy firmę MusicCorp
• Co decyduje o tym, że granice mikrousługi są dobre?

  Ukrywanie informacji

  Spójność

  Sprzężenia

  Wzajemne oddziaływanie pomiędzy sprzężeniami a spójnością

• Rodzaje sprzężeń

  Sprzężenie domen

  Sprzężenia przelotowe

  Sprzężenie wspólnych danych

  Sprzężenia treści

• Wprowadzenie do metodologii projektowania opartego na domenie (DDD)

  Język wszechobecny

  Agregat

  Kontekst ograniczony

  Mapowanie agregatów i kontekstów ograniczonych na mikrousługi

  Event Storming

• Projektowanie DDD w kontekście mikrousług
• Alternatywy dla granic domen biznesowych

  Ulotność

  Dane

  Technologia

  Względy organizacyjne

• Modele mieszane i wyjątki
• Podsumowanie

Rozdział 3. Dzielenie monolitu

• Określenie celu
• Migracja przyrostowa
• Monolit rzadko jest Twoim wrogiem

  Niebezpieczeństwa przedwczesnej dekompozycji

• Co podzielić najpierw?
• Dekompozycja według warstwy

  Najpierw kod

  Najpierw dane

• Przydatne wzorce dekompozycji

  Wzorzec figowca-dusiciela

  Uruchamianie równoległe

  Przełącznik funkcji

• Problemy z dekompozycją danych

  Wydajność

  Integralność danych

  Transakcje

  Narzędzia

  Bazy danych raportowania

• Podsumowanie

Rozdział 4. Rodzaje komunikacji mikrousług

• Od komunikacji wewnątrz procesu do komunikacji między procesami

  Wydajność

  Modyfikacje interfejsów

  Obsługa błędów

• Technologia komunikacji między procesami: wiele możliwości do wyboru
• Style komunikacji mikrousług

  Łącz i dopasowuj

• Wzorzec komunikacja synchroniczna blokująca

  Zalety

  Wady

  Gdzie stosować wzorzec?

• Wzorzec komunikacja asynchroniczna nieblokująca

  Zalety

  Wady

  Gdzie stosować wzorzec?

• Wzorzec komunikacja za pośrednictwem współdzielonych danych

  Implementacja

  Zalety

  Wady

  Gdzie stosować wzorzec?

• Wzorzec komunikacja żądanie - odpowiedź

  Implementacja: komunikacja synchroniczna kontra asynchroniczna

  Gdzie stosować wzorzec?

• Wzorzec komunikacja sterowana zdarzeniami

  Implementacja

  Co jest wewnątrz zdarzenia?

  Gdzie stosować wzorzec?

• Zachowaj ostrożność
• Podsumowanie

Część II. Implementacja

Rozdział 5. Implementacja komunikacji mikrousług

• Poszukiwanie idealnej technologii

  Łatwość zachowania zgodności wstecz

  Zdefiniuj interfejs w sposób jawny

  Zachowaj niezależność technologii interfejsów API

  Spraw, aby Twoja usługa była prosta dla konsumentów

  Ukryj szczegóły wewnętrznej implementacji

• Wybór technologii

  Zdalne wywołania procedur

  REST

  GraphQL

  Brokery wiadomości

• Formaty serializacji

  Formaty tekstowe

  Formaty binarne

• Schematy

  Strukturalne i semantyczne naruszenia kontraktu

  Czy należy używać schematów?

• Obsługa zmian między mikrousługami
• Unikanie zmian naruszających kontrakt

  Zmiany rozszerzające

  Tolerancyjny konsument

  Właściwa technologia

  Jawny interfejs

  Wczesne wykrywanie zmian naruszających kontrakt

• Zarządzanie zmianami naruszającymi zgodność wstecz

  Wdrażanie lockstep

  Współistnienie niezgodnych ze sobą wersji mikrousług

  Emulowanie starego interfejsu

  Jakie podejście preferuję?

  Umowa społeczna

  Śledzenie użycia

  Środki ekstremalne

• Zasada DRY i niebezpieczeństwa wielokrotnego wykorzystywania kodu w świecie mikrousług

  Udostępnianie kodu za pośrednictwem bibliotek

• Wykrywanie usług

  DNS

  Dynamiczne rejestry usług

  Nie zapomnij o ludziach

• Siatki usług i bramy interfejsów API

  Bramy API

  Siatki usług

  A co z innymi protokołami?

• Dokumentowanie usług

  Jawne schematy

  System samoopisujący się

• Podsumowanie

Rozdział 6. Przepływy pracy

• Transakcje bazodanowe

  Transakcje ACID

  Nadal ACID, ale bez niepodzielności?

• Transakcje rozproszone - dwufazowe zatwierdzanie
• Transakcje rozproszone - po prostu powiedz "nie"
• Sagi

  Tryby awarii dla sag

  Implementacja sag

  Sagi a transakcje rozproszone

• Podsumowanie

Rozdział 7. Budowanie

• Krótkie wprowadzenie do ciągłej integracji

  Czy rzeczywiście stosujesz mechanizmy CI?

  Modele rozgałęziania

• Potoki budowania a ciągłe dostawy

  Narzędzia

  Kompromisy i środowiska

  Tworzenie artefaktów

• Mapowanie kodu źródłowego i kompilacji na mikrousługi

  Jedno gigantyczne repozytorium, jedna gigantyczna kompilacja

  Wzorzec jedno repozytorium na mikrousługę (tzw. multirepo)

  Wzorzec monorepo

  Jakie podejście bym zastosował?

• Podsumowanie

Rozdział 8. Wdrażanie

• Od widoku logicznego do fizycznego

  Wiele egzemplarzy

  Baza danych

  Środowiska

• Zasady wdrażania mikrousług

  Odizolowane uruchamianie

  Koncentracja na automatyzacji

  Infrastruktura jako kod (IaC)

  Wdrażanie bez przestojów

  Zarządzanie pożądanym stanem

• Opcje wdrażania

  Maszyny fizyczne

  Maszyny wirtualne

  Kontenery

  Kontenery aplikacji

  Platforma jako usługa (PaaS)

  Funkcja jako usługa (FaaS)

• Która opcja wdrażania jest dla Ciebie odpowiednia?
• Kubernetes i orkiestracja kontenerów

  Przypadek orkiestracji kontenerów

  Uproszczony widok pojęć związanych z Kubernetes

  Wielodostępność i federacja

  Cloud Native Computing Federation (CNCF)

  Platformy i przenośność

  Helm, Operator, CRD. O mój Boże!

  I jeszcze Knative

  Przyszłość

  Czy powinieneś korzystać z Kubernetes?

• Dostawy progresywne

  Oddzielenie wdrożenia od wydania

  Na drodze do dostaw progresywnych

  Przełączniki funkcji

  Wydania kanarkowe

  Uruchamianie równoległe

• Podsumowanie

Rozdział 9. Testowanie

• Rodzaje testów
• Zakres testów

  Testy jednostkowe

  Testy usług

  Testy od końca do końca

  Kompromisy

• Implementacja testów usług

  Mocki czy namiastki usług

  Inteligentniejsza namiastka usługi

• Kłopotliwe testy od końca do końca

  Testy kruche i łamliwe

  Kto pisze testy od końca do końca?

  Jak długo?

  Piętrzące się zaległości

  Metawersje

  Brak niezależnej testowalności

• Czy należy unikać testów od końca do końca?

  Testy kontraktu oraz kontrakty konsumenckie

  Czy należy używać testów od końca do końca?

• Wygoda pracy programistów
• Od fazy przedprodukcyjnej do testowania w produkcji

  Rodzaje testów w produkcji

  Bezpieczeństwo testowania w produkcji

  Średni czas do naprawy kontra średni czas między awariami

• Testy współzależności funkcjonalnych

  Testy wydajności

  Testy wytrzymałości

• Podsumowanie

Rozdział 10. Od monitorowania do obserwowalności

• Niepokój, panika i zamieszanie
• Jedna usługa, jeden serwer
• Jedna usługa, wiele serwerów
• Wiele usług, wiele serwerów
• Obserwowalność a monitorowanie

  Filary obserwowalności? Nie tak szybko

• Elementy składowe obserwowalności

  Agregacja logów

  Agregacja metryk

  Rozproszone śledzenie

  Czy postępujemy właściwie?

  Ostrzeganie

  Monitorowanie semantyczne

  Testowanie w produkcji

• Standaryzacja
• Wybór narzędzi

  Wybór powinien być demokratyczny

  Wybieraj narzędzia łatwe do integracji

  Zapewniaj odpowiedni kontekst

  Informacje w czasie rzeczywistym

  Informacje odpowiednie dla Twojej skali

• Maszynowy ekspert
• Od czego zacząć?
• Podsumowanie

Rozdział 11. Bezpieczeństwo

• Podstawowe zasady

  Zasada najmniejszych uprawnień

  Obrona w głąb

  Automatyzacja

  Wbuduj zabezpieczenia w proces dostaw

• Pięć funkcji cyberbezpieczeństwa

  Identyfikacja

  Ochrona

  Wykrywanie

  Reagowanie

  Odtwarzanie

• Podstawy zabezpieczeń aplikacji

  Poświadczenia

  Łatki bezpieczeństwa

  Kopie zapasowe

  Odbudowa

• Zaufanie domyślne kontra zaufanie zerowe

  Zaufanie domyślne

  Zaufanie zerowe

  To jest pasmo

• Zabezpieczanie danych

  Dane podczas przesyłania

  Zabezpieczanie danych w spoczynku

• Uwierzytelnianie i autoryzacja

  Uwierzytelnianie między usługami

  Uwierzytelnianie użytkowników

  Popularne implementacje pojedynczego logowania

  Brama pojedynczego logowania

  Szczegółowa autoryzacja

  Problem zdezorientowanego zastępcy

  Scentralizowana autoryzacja w górze strumienia przetwarzania

  Autoryzacja zdecentralizowana

  Tokeny JWT

• Podsumowanie

Rozdział 12. Niezawodność

• Co to jest niezawodność?

  Solidność

  Zdolność do odtwarzania

  Rozszerzalność z wdziękiem

  Trwałe zdolności adaptacyjne

  Architektura mikrousług

• Awarie zdarzają się wszędzie
• Jak wiele to zbyt wiele?
• Degradowanie funkcjonalności
• Wzorce stabilności

  Limity czasu

  Ponowienia prób

  Grodzie

  Bezpieczniki

  Izolacja

  Redundancja

  Middleware

  Idempotencja

• Rozłożenie ryzyka
• Twierdzenie CAP

  Poświęcenie spójności

  Poświęcenie dostępności

  Poświęcenie tolerancji podziału?

  AP czy CP?

  To nie jest zasada "wszystko albo nic"

  Świat rzeczywisty

  Antykrucha organizacja

• Inżynieria chaosu

  Dni ćwiczeń

  Eksperymenty produkcyjne

  Wykraczając poza solidność

• Szukanie winnych
• Podsumowanie

Rozdział 13. Skalowanie

• Cztery osie skalowania

  Skalowanie pionowe

  Implementacja

  Najważniejsze korzyści

  Ograniczenia

  Zwielokrotnianie w poziomie

  Partycjonowanie danych

  Dekompozycja funkcjonalna

• Łączenie modeli
• Zacznij od małych rozmiarów
• Buforowanie

  Buforowanie w celu poprawy wydajności

  Buforowanie w celu skalowania

  Buforowanie w celu poprawy niezawodności

  Gdzie buforować

  Unieważnianie

  Złota zasada buforowania

  Aktualność danych a optymalizacja

  Zatrucie pamięcią podręczną - historia ku przestrodze

• Autoskalowanie
• Zaczynanie od nowa
• Podsumowanie

Część III. Ludzie

Rozdział 14. Interfejsy użytkownika

• W stronę środowiska cyfrowego
• Modele własności

  Przesłanki dla tworzenia dedykowanych zespołów frontendowych

• Zespoły dopasowane do strumienia przetwarzania

  Współdzielenie specjalistów

  Zapewnienie spójności

  Pokonywanie technicznych wyzwań

• Wzorzec monolityczny frontend

  Kiedy należy korzystać ze wzorca?

• Wzorzec mikrofrontend

  Implementacja

  Kiedy stosować wzorzec?

• Wzorzec dekompozycja na bazie stron

  Gdzie stosować wzorzec?

• Wzorzec dekompozycja oparta na widżetach

  Implementacja

  Kiedy korzystać ze wzorca?

• Ograniczenia
• Wzorzec centralna brama agregująca

  Własność

  Różne typy interfejsów użytkownika

  Wiele obaw

  Kiedy korzystać ze wzorca?

• Wzorzec backend dla frontendu (BFF)

  Ile komponentów BFF?

  Wielokrotne użycie kodu a BFF

  BFF dla desktopowego interfejsu webowego i nie tylko

  Kiedy korzystać ze wzorca?

• GraphQL
• Podejście hybrydowe
• Podsumowanie

Rozdział 15. Struktury organizacyjne

• Organizacje luźno sprzężone
• Prawo Conwaya

  Dowody

• Wielkość zespołu
• Zrozumieć prawo Conwaya
• Małe zespoły, duża organizacja
• O autonomii
• Własność silna kontra własność kolektywna

  Własność silna

  Własność kolektywna

  Na poziomie zespołu kontra na poziomie organizacji

  Równoważenie modeli

• Zespoły wspomagające

  Społeczności praktyków

  Platforma

• Mikrousługi współdzielone

  Zbyt trudne do rozdzielenia

  Przekrojowe zmiany

  Wąskie gardła dostaw

• Wewnętrzne open source

  Rola opiekunów

  Dojrzałość

  Narzędzia

• Mikrousługi modułowe

  Przeglądy zmian

• Usługa osierocona
• Studium przypadku: RealEstate.com.au
• Rozproszenie geograficzne
• Odwrócone prawo Conwaya
• Ludzie
• Podsumowanie

Rozdział 16. Ewolucyjny architekt

• Co oznacza ta nazwa?
• Czym jest architektura oprogramowania?
• Umożliwienie wprowadzania zmian
• Ewolucyjna wizja architekta
• Definiowanie granic systemowych
• Konstrukt społeczny
• Warunki do "zamieszkiwania"
• Pryncypialne podejście

  Cele strategiczne

  Zasady

  Praktyki

  Łączenie zasad i praktyk

  Praktyczny przykład

• Kierowanie architekturą ewolucyjną
• Architektura w organizacji dostosowanej do strumienia przetwarzania
• Budowanie zespołu
• Wymagane standardy

  Monitorowanie

  Interfejsy

  Bezpieczeństwo architektury

• Zarządzanie i droga utwardzona

  Przykładowe egzemplarze

  Spersonalizowany szablon usługi

  Utwardzona droga na dużą skalę

• Dług techniczny
• Obsługa wyjątków
• Podsumowanie

Posłowie: mikrousługi w pigułce

Bibliografia

Glosariusz