マイクロサービス vs. モノリシックアーキテクチャ

ソフトウェア開発の世界では、アーキテクチャ設計の決定においてしばしば岐路に立たされます。典型的な議論として、モノリシックアーキテクチャとマイクロサービスアーキテクチャのどちらを選ぶかというものがあります。パズルを組み立てようとしているところを想像してみてください。モノリシックアプローチは、すべてのピースを正しい位置に正確に配置して、パズルを一度に完成させようとするようなものです。パズルが複雑になり、1つのピースを変えるだけで全体像が崩れてしまうまでは、これは単純なアプローチです。一方、 マイクロサービス 建築とは、大きなパズルを小さな独立したパズルに分割し、それらを組み合わせることで完全な絵を形成するようなものです。.

考えてみましょう Netflixの事例, モノリシックアーキテクチャからマイクロサービスアーキテクチャへの移行に成功した実例をご紹介します。ユーザーベースの拡大と高い適応性の必要性から、Netflixはモノリシックアーキテクチャの限界に耐えられなくなりました。マイクロサービスへの移行により、Netflixはサービスを独立して開発、拡張、更新できるようになり、世界中の何百万人ものユーザーにスムーズなストリーミングサービスを提供できるようになりました。Netflixと同様に、モノリシックとマイクロサービスのどちらを選択するかが、ソフトウェアの将来の適応性と拡張性を左右する可能性があります。.

モノリシックアーキテクチャとは何ですか?

モノリシックアーキテクチャとは、アプリケーションが単一の統合された相互依存ブロックとして構築されるソフトウェア開発パターンを指します。データベース、ユーザーインターフェース、サーバーサイドアプリケーションなどのすべてのソフトウェアコンポーネントは相互接続され、相互依存しています。この構造では、コードの実行やソフトウェアの実行には、各コンポーネントとその関連コンポーネントが存在している必要があります。その結果、アプリケーションは緊密に結合された不可分なユニットとして動作し、単一のコンポーネントに変更を加えるには、システム全体の慎重な調整と再展開が必要になります。このアーキテクチャはシンプルで導入が容易ですが、スケーリングやシステム障害への対応という点で課題があり、アプリケーション全体に影響を及ぼす可能性があります。.

モノリシックアーキテクチャの利点

モノリシック アーキテクチャの主な利点は次のとおりです。

シンプルさ モノリシックアーキテクチャは、アプリケーションのすべてのコンポーネントが相互接続されており、単一のコードベースで開発できるため、開発とデプロイが簡単です。そのため、小規模なアプリケーションやプロトタイプに最適です。.

均一 すべてのコンポーネントが同じプラットフォームと言語を共有するため、アーキテクチャに高いレベルの一貫性と均一性がもたらされます。.

パフォーマンス モノリシックアーキテクチャでは、コンポーネント間の通信はメモリ内で行われるため、マイクロサービスに必要なネットワーク通信よりも高速です。これにより、パフォーマンスが向上します。.

簡単なテストとデバッグ モノリシックアプリケーションは単一のユニットとして実行されるため、テストとデバッグのプロセスが一般的に容易になります。これにより、問題の特定と解決が迅速化されます。.

モノリシックアーキテクチャの欠点

モノリシック アーキテクチャに関連する課題は次のとおりです。

スケーラビリティの問題 モノリシック アーキテクチャでは、スケーリングにはアプリケーション全体の複製が必要となり、リソースを大量に消費して非効率的になる可能性があります。.

柔軟性と敏捷性の限界 モノリシック アーキテクチャでは、アプリケーションのさまざまなモジュール内で異なるテクノロジや言語を使用する能力が制限され、新しいテクノロジ スタックを採用する柔軟性が制限されます。.

依存性と障害の伝播 すべてのコンポーネントが相互に絡み合っているため、1 つのコンポーネントに問題や障害が発生すると、アプリケーション全体に影響が及び、システムのダウンタイムのリスクが高まります。.

継続的デプロイメントの導入の難しさ モノリシック アーキテクチャでは、小さな増分変更であっても包括的なテストと再デプロイメントが必要になるため、継続的なデプロイメントは困難になります。.

マイクロサービスとは何ですか?

マイクロサービス（マイクロサービス・アーキテクチャとも呼ばれる）は、アプリケーションを小規模で自律的なサービスの集合として構築するアーキテクチャスタイルです。各サービスは自己完結型であり、単一のビジネス機能を実装する必要があります。すべてのコンポーネントが相互接続され相互依存するモノリシック・アーキテクチャとは異なり、このアーキテクチャでは各マイクロサービスが独立して開発、展開、運用、拡張できます。マイクロサービスは、明確に定義されたAPIとデータ交換プロトコルを介して相互に通信します。マイクロサービス・アーキテクチャは、大規模で複雑なアプリケーションの継続的なデリバリーと展開を可能にすると同時に、障害分離を向上させ、各サービスを特定のサービスに特化するチームによって独立して開発することを可能にします。このアーキテクチャは、特に アジャイル 方法論。.

マイクロサービスの利点

マイクロサービス アーキテクチャの利点は次のとおりです。

拡張性 マイクロサービスは独立してスケーリングできます。特定のサービスの負荷が高い場合や、より多くのリソースが必要な場合でも、他のサービスに影響を与えることなく、そのサービスをスケーリングできます。.

柔軟性 マイクロサービスを使用すると、チームはサービスの要件に最適なさまざまなテクノロジーと言語を柔軟に使用できます。.

回復力 各サービスは独立しているため、1つのサービスに障害が発生しても他のサービスに直接影響することはありません。マイクロサービスのこの分離性により、システム全体の耐障害性が向上します。.

導入の容易さ アプリケーション全体に影響を与えることなく、単一のマイクロサービスに変更を加えることができます。これにより、頻繁な更新と継続的なデプロイメントが可能になります。.

より良い組織 マイクロサービスはビジネス機能を中心に編成できるため、より集中的かつ管理しやすいセットアップが可能になります。.

開発チームの独立性 複数のチームが同時に異なるサービスに取り組むことで、開発プロセスを加速し、生産性を向上させることができます。各チームは独立して作業し、担当するサービスに集中できるため、オーナーシップと責任感が高まります。.

マイクロサービスのデメリット

マイクロサービス アーキテクチャには数多くの利点がありますが、それ自身の課題も伴います。

複雑 マイクロサービスの分散的な性質は複雑さを増す可能性があります。モノリシックアーキテクチャと比較して、複数のデータベースの管理やトランザクション管理はより複雑になる可能性があります。.

データの一貫性 サービス間でデータの一貫性を確保することは困難な場合があります。各サービスには独自のデータベースがあるため、すべてのサービス間でデータの整合性を維持するのは複雑な作業になる可能性があります。.

サービス統合 特に異なる言語やフレームワークを使用してサービスが構築されている場合、サービスの統合は困難を伴うことがあります。.

通信コスト ネットワークを介したサービス間通信は遅延を引き起こし、パフォーマンスに影響を与える可能性があります。.

運用オーバーヘッド マイクロサービスでは、複数のサービスのデプロイと管理が必要となるため、運用上のオーバーヘッドが増加する可能性があります。Kubernetesなどのコンテナオーケストレーションプラットフォームを利用することで、このオーバーヘッドを軽減できますが、モノリスに比べて高いレベルの運用管理が必要になります。.

リソース使用量の増加 マイクロサービスは分散型であるため、モノリシックアプリケーションと同じ機能を実現するために、多くの場合、より多くのリソースを必要とします。これは、サービス間の通信のオーバーヘッドと、ライブラリやデータベースといった各サービス内の共通要素のレプリケーションに起因します。.

マイクロサービスとモノリシック：主な違い

モノリシック アーキテクチャとマイクロサービス アーキテクチャのそれぞれの特徴、利点、欠点を詳しく調べたので、次に、より明確な理解を得るために、これらを並べて比較対照してみましょう。.

モノリシックとマイクロサービスの主な違い

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マイクロサービスとモノリシック: いつ使用するのか?

モノリシックアーキテクチャとマイクロサービスアーキテクチャのどちらを選択するかは、組織の具体的なニーズと状況に基づいて行うべき戦略的な決定です。選択する際に考慮すべき要素をいくつかご紹介します。

1/ プロジェクトの規模と複雑さ: 複雑性が低い小規模プロジェクトでは、実装と管理が容易なモノリシックアーキテクチャが適していることが多いです。一方、複数のモジュールと複雑な要素を持つ大規模プロジェクトでは、マイクロサービスが必要な柔軟性とスケーラビリティを提供します。.

2/ チームの専門知識: マイクロサービスには、分散システムの扱いに関する深い知識と専門知識が必要です。チームが様々な技術スタックの経験を持ち、分散システムの複雑な部分を管理できる能力を持っている場合、マイクロサービスは現実的な選択肢となる可能性があります。しかし、チームが単一の技術スタックに慣れており、よりシンプルなアーキテクチャを好む場合は、モノリシック構造の方が適しているかもしれません。.

3/ スケーラビリティのニーズ: アプリケーションが大量のリクエストを処理し、需要に応じて動的にスケーリングする必要がある場合、マイクロサービスアーキテクチャは、異なるサービスを個別にスケーリングできるため、より適切な選択肢となります。一方、モノリシックシステムでのスケーリングは、多くの場合、アプリケーション全体のスケーリングが必要となるため、多くのリソースを消費します。.

4/ 長期的な維持と進化： 頻繁に変更が行われ、アプリケーションが時間の経過とともに急速に進化することが予想される場合、マイクロサービスは独立したデプロイメントと迅速な更新という利点を提供します。ただし、アプリケーションが比較的安定しており、更新頻度が低い場合は、モノリシックアーキテクチャの方が適している可能性があります。.

5/ 運用オーバーヘッド: マイクロサービスアーキテクチャを実行するには複数のサービスを管理する必要があり、運用上のオーバーヘッドが増加する可能性があります。サービスのオーケストレーションと管理のための十分なリソースとツールが利用できない場合は、モノリシックアプリケーションを管理する方が簡単な場合があります。.

モノリシックアーキテクチャからマイクロサービスアーキテクチャへの移行

モノリシックアーキテクチャからマイクロサービスアーキテクチャへの移行は困難な作業になる可能性がありますが、適切な計画と実行によって大きなメリットが得られます。スムーズな移行を実現するためのヒントとガイダンスをいくつかご紹介します。

マイクロサービスを識別する: まず、モノリシックアプリケーションの中で、個々のマイクロサービスに分割できる部分を特定します。独立した機能を持ち、独立して機能するモジュールやコンポーネントを探します。.

適切なクラウド パートナーを選択してください: 信頼できる クラウドプロバイダー マイクロサービス アーキテクチャの管理に伴う複雑さを大幅に軽減できます。. AWS, Googleクラウド、 マイクロソフト アジュール コンテナ オーケストレーション、サービス メッシュ、サーバーレス コンピューティング用のツールを使用して、マイクロサービスに強力なサポートを提供します。.

DevOps プラクティスを採用する: 抱きしめる デブオプス 継続的インテグレーション、継続的デリバリー（CI/CD）、インフラストラクチャ・アズ・コード（IaC）といったプラクティスを活用して、マイクロサービスのデプロイメントを自動化します。Jenkins、Docker、Kubernetesなどのツールは、これらのプロセスの自動化に役立ちます。.

API ゲートウェイを実装します。 APIゲートウェイは、すべてのクライアントリクエストの単一エントリポイントとして機能し、適切なマイクロサービスにルーティングします。これにより、クライアントとのやり取りが簡素化されるだけでなく、負荷分散やセキュリティ上の懸念事項も管理できます。.

サービスメッシュを組み込む: サービス メッシュは、サービス間通信の処理、データの一貫性の確保、負荷分散、回路遮断、サービス検出などのその他の機能の提供に役立ちます。.

監視とログ記録の優先順位付け: 複数のサービスが独立して実行される場合、監視とログ記録が重要になります。PrometheusやELK Stackなどのツールは、サービスのパフォーマンスを監視し、ログを管理するのに役立ちます。.

セキュリティとコンプライアンスの管理: マイクロサービスへの移行においては、セキュリティを最優先事項とする必要があります。各マイクロサービスが安全であり、コンプライアンス要件を満たしていることを確認してください。.

覚えておいてください。この移行は急激である必要はありません。モノリシックなアプリケーションを段階的に分解し、少しずつマイクロサービスアーキテクチャに移行していくことができます。この段階的なアプローチは、「ストランガーパターン」とも呼ばれ、リスクと混乱を最小限に抑えるのに役立ちます。.

最後に

ソフトウェア開発アーキテクチャの分野には、万能のソリューションは存在しません。これは常に進化を続けるダイナミックな分野であり、デジタル世界の絶え間なく変化するニーズに応える革新的なアプローチを提供しています。そのため、開発者と組織は共に、適応力を維持し、学習を続け、新しいトレンドやテクノロジーの出現に合わせてアーキテクチャの選択を再評価する姿勢を持つことが重要です。.