Microservices-Architektur: Definition und Vorteile

In der modernen Softwareentwicklung sind Microservices zu einem beliebten Architekturansatz geworden, um die Effizienz und Flexibilität von Anwendungen zu verbessern.

In diesem Artikel erfährst du alles über die Funktionsweise, Vorteile und Unterschiede zu anderen Architekturen.

Was sind Microservices?

Microservices sind eine Softwarearchitektur, bei der eine Anwendung in eine Reihe kleiner, unabhängiger Dienste unterteilt wird. Jeder dieser Dienste ist eigenständig, erfüllt eine spezifische Funktion und kommuniziert mit anderen Diensten über klar definierte Schnittstellen, häufig über APIs (Application Programming Interfaces). Im Gegensatz zur monolithischen Architektur, bei der die gesamte Anwendung als ein einziges, großes System entwickelt und bereitgestellt wird, ermöglichen Microservices eine modulare und flexible Entwicklung.

Microservices: Beispiel

In einer E-Commerce-Anwendung könnte der Bestellservice eine Anfrage erhalten, der Produktservice die Verfügbarkeit prüfen, der Zahlungsservice die Zahlung verarbeiten und der Benachrichtigungsservice eine Bestellbestätigung senden. Jeder dieser Schritte wird von einem eigenen Microservice ausgeführt.

Wie funktionieren Microservices und was sind die Vorteile?

Es gibt zahlreiche Microservices-Vorteile, die sowohl Entwickler(innen) als auch Unternehmen ansprechen. Durch die Zerlegung einer Anwendung in kleinere, unabhängige Dienste können Entwickler(innen) effizienter arbeiten und schneller auf Marktanforderungen reagieren. Diese Flexibilität und Skalierbarkeit führen zu einer verbesserten Leistung und Ausfallsicherheit.

1. Verbesserte Skalierbarkeit

Da jeder Microservice unabhängig arbeitet, können Cloud-Microservices einfacher hinzugefügt, entfernt, aktualisiert oder skaliert werden. Entwickler(innen) können diese Aufgaben durchführen, ohne andere Microservices im System zu beeinträchtigen. Unternehmen haben die Möglichkeit, jeden Microservice nach Bedarf zu skalieren. Beispielsweise kann ein bestimmter Microservice, der während saisonaler Einkaufsspitzen eine erhöhte Nachfrage erfährt, effizient mit zusätzlichen Ressourcen ausgestattet werden. Sinkt die Nachfrage nach der Saison, kann der Microservice wieder heruntergefahren werden, sodass die freigewordenen Ressourcen oder Rechenkapazitäten anderweitig genutzt werden können.

2. Verbesserte Fehlerisolierung

Bei einer monolithischen Architektur führt ein Fehler in einem Teil der Struktur dazu, dass alle Komponenten zusammenbrechen. Im Gegensatz dazu ist es bei einer Microservices-Architektur viel unwahrscheinlicher, dass der Ausfall eines Dienstes andere Teile der Anwendung beeinträchtigt, da jeder Microservice unabhängig läuft. Unternehmen sollten jedoch vorsichtig sein, da große Datenmengen in bestimmten Situationen immer noch problematisch sein können.

Der Vorteil der Microservice-Architektur liegt darin, dass Entwickler(innen) Funktionen implementieren können, die Kaskadenausfälle verhindern. Zudem gibt es verschiedene Tools von GitLab und anderen Anbietern, die die Fehlertoleranz von Microservices erhöhen und somit die Ausfallsicherheit der Infrastruktur verbessern.

3. Programmsprache und Technologieunabhängigkeit

Eine Microservice-Anwendung kann in jeder beliebigen Programmiersprache entwickelt werden, sodass die Entwickler(innen)teams die für ihre Arbeit am besten geeignete Sprache wählen können. Diese sprachunabhängige Flexibilität von Microservices-Architekturen ermöglicht es den Entwickler(innen), ihre vorhandenen Fähigkeiten optimal zu nutzen, ohne eine neue Programmiersprache erlernen zu müssen. Sie können somit effizienter arbeiten. Ein weiterer Vorteil von Cloud-basierten Microservices ist, dass Entwickler(innen) von jedem internetfähigen Gerät aus auf die Anwendung zugreifen können, unabhängig von der verwendeten Plattform.

4. Einfachere Bereitstellung

Mit einer Microservices-Architektur können Teams unabhängige Anwendungen bereitstellen, ohne andere Dienste im System zu beeinträchtigen. Diese Fähigkeit, einer der Hauptvorteile von Microservices, ermöglicht es Entwickler(innen), neue Module hinzuzufügen, ohne die gesamte Systemstruktur umgestalten zu müssen. Unternehmen können dadurch effizient und flexibel neue Funktionen nach Bedarf integrieren.

5. Wiederverwendbarkeit in verschiedenen Geschäftsbereichen

Einige Microservice-Anwendungen können innerhalb eines Unternehmens mehrfach genutzt werden. Beispielsweise kann eine Website, die verschiedene Bereiche mit jeweils einer Anmelde- oder Zahlungsoption enthält, dieselbe Microservice-Anwendung für jede dieser Instanzen verwenden.

6. Schnellere Markteinführung

Die Entwickler(innen) können diese neuen „Mikroservices" in die Architektur integrieren, ohne Konflikte mit anderem Code oder Ausfälle von Diensten befürchten zu müssen, die die gesamte Website beeinträchtigen könnten. Entwicklungsteams, die an verschiedenen Microservices arbeiten, müssen nicht auf die Fertigstellung der Arbeiten anderer Teams warten. Unternehmen können neue Funktionen schnell entwickeln und bereitstellen sowie ältere Komponenten aktualisieren, sobald neue Technologien die Weiterentwicklung ermöglichen.

7. Möglichkeit zum Experimentieren

Die Entscheidung, mit Experimenten fortzufahren, ist bei einer Microservices-Architektur wesentlich einfacher.

Neue Funktionen können leicht eingeführt werden, da jeder Dienst unabhängig von den anderen arbeitet. Falls eine neue Funktion den Kunden nicht zusagt oder die geschäftlichen Vorteile nicht klar sind, kann sie problemlos zurückgenommen werden, ohne den restlichen Betrieb zu beeinträchtigen.

Wird eine neue Funktion von Kunden gewünscht, ermöglicht eine Microservices-Architektur die Einführung innerhalb von Wochen statt Monaten oder Jahren.

8. Verbesserte Datensicherheit

Wenn die Komponenten der Computersystemarchitektur in kleinere Teile zerlegt werden, sind sensible Daten besser vor Eindringlingen aus anderen Bereichen geschützt. Obwohl es Verbindungen zwischen allen Mikrodiensten gibt, können Entwickler(innen) sichere APIs verwenden, um die Dienste zu verknüpfen. Sichere APIs gewährleisten, dass Daten nur für speziell autorisierte Benutzer, Anwendungen und Server zugänglich sind. Für Unternehmen, die mit sensiblen Daten wie Gesundheits- oder Finanzinformationen umgehen, wird die Einhaltung von Datensicherheitsstandards wie HIPAA im Gesundheitswesen oder der europäischen DSGVO durch diese Architektur vereinfacht.

9. Flexibilität durch Outsourcing

Es kann für ein Unternehmen notwendig sein, bestimmte Funktionen an Dritte auszulagern. Bei einer monolithischen Architektur sind viele Unternehmen besorgt über den Schutz ihres geistigen Eigentums. Eine Microservices-Architektur ermöglicht es jedoch, spezifische Bereiche nur für Partner zu segmentieren, ohne dass Kerndienste offengelegt werden.

10. Optimierung der Teamarbeit

Wenn du dir überlegst, wie groß die Teams sein sollen, die du für jeden Microservice einsetzt, solltest du die sogenannte Zwei-Pizza-Regel beachten. Sie wurde erstmals von Amazon, dem Pionier der Microservices, formuliert und besagt, dass Entwicklungsteams so klein sein sollten, dass sie mit zwei Pizzen satt werden. Experten erklären, dass diese Richtlinie die Arbeitseffizienz verbessert, es den Unternehmen ermöglicht, ihre Ziele schneller zu erreichen, die Verwaltung der Teams erleichtert, einen stärkeren Fokus innerhalb der Gruppe schafft und zu qualitativ hochwertigeren Produkten führt.

11. Bei Entwickler(innen) beliebt

Zuletzt ist einer der Microservices-Benefits auch, dass Entwickler(innen)(innen) die Microservices-Architektur attraktiv finden und Unternehmen bessere Chancen haben, hochkarätige Talente für die Entwicklung von Microservices-Anwendungen zu gewinnen. Microservices nutzen die neuesten technischen Verfahren und Entwickler(innen)werkzeuge. Dies ist ein wesentlicher Vorteil für Unternehmen, die Spezialist(innen) anziehen möchten.

Microservices: Nachteile

Trotz der zahlreichen Vorteile für jedes Unternehmen gibt es auch einige Nachteile von Microservices, die vor der Einführung berücksichtigt werden sollten.

1. Vorabkosten sind bei Microservices höher

Cloud-Microservices bieten langfristig Kosteneinsparungen, bringen jedoch auch Nachteile mit sich, wie etwa die hohen Anfangskosten für die Bereitstellung. Ein Unternehmen muss über eine ausreichende Hosting-Infrastruktur mit Sicherheits- und Wartungsunterstützung verfügen. Zudem ist es entscheidend, qualifizierte Teams zu haben, die alle Dienste verwalten können.

2. Schnittstellenkontrolle ist entscheidend

Da jeder Microservice eine eigene API besitzt, sind alle Anwendungen, die diesen Service nutzen, von Änderungen der API betroffen, wenn diese nicht abwärtskompatibel sind. Große Unternehmen, die eine Microservices-Architektur verwenden, haben oft Hunderte oder sogar Tausende von APIs. Die Kontrolle und Verwaltung dieser Schnittstellen ist entscheidend für den Betrieb des Unternehmens und kann somit einen Nachteil der Microservices-Architektur darstellen.

3. Komplexität der anderen Art

Die Fehlersuche kann bei einer Microservices-Architektur eine größere Herausforderung darstellen. Jeder Microservice hat seinen eigenen Satz von Protokollen. Das bereitet ein wenig Kopfzerbrechen, wenn es darum geht, die Quelle eines Problems im Code zu finden.

4. Integrationsprüfung

Unit-Tests sind bei einer Microservices-Architektur einfacher durchzuführen. Integrationstests hingegen nicht. Da die Architektur jeden Microservice verteilt, können die Entwickler(innen) das gesamte System nicht direkt von ihren Rechnern aus testen.

Unterschiede zwischen Serviceorientierte Architektur vs. Microservices

Wenn du im Bereich Cloud Computing arbeitest, kennst du wahrscheinlich die Debatte zwischen serviceorientierter Architektur (SOA) und Microservices. Beide Architekturen ähneln sich, da sie Cloud Computing für agile Entwicklung nutzen und große monolithische Komponenten in kleinere, handlichere Einheiten zerlegen.

Der Hauptunterschied liegt im Umfang: SOA ist ein unternehmensweiter Ansatz für die Entwicklung von Softwarekomponenten, während Microservices eigenständige Anwendungen erstellen, die eine bestimmte Funktion erfüllen. Dieser Cloud-native Ansatz macht Microservices skalierbarer, flexibler und widerstandsfähiger.

Erfahre im Folgenden, wie du mit einer Microservices-Architektur beginnen kannst.