Trong bài viết này chúng ta sẽ tìm về cách sử dụng Spring Boot cùng với Hibernate. Chúng ta sẽ tạo một ứng dụng Spring Boot đơn giản để minh hoạ cách tích hợp Spring Boot với Hibernate.
Khởi tạo ứng dụng Spring Boot
Chúng ta sẽ sử dụng Spring Initializr để khởi tạo ứng dụng Spring Boot. Chúng ta cần thêm một số thư viện và cấu hình để tích hợp Hibernate, thêm các thư viện Web, JPA, MySQL. Bây giờ chúng ta cùng kiểm tra lại cấu trúc dự án đã được tạo ra và xác định các tệp cấu hình mà chúng ta sẽ cần.
Thư viện này bao gồm các thư viện phụ thuộc JPA API, JPA implementation, JDBC và các thư viện cần thiết khác. Mặc định triển khai JPA implementation được sử dụng là Hibernate.
Tiếp theo chúng ta cũng sẽ thấy thư viện để tích hợp với MySQL.
Mặc định Spring Boot sử dụng cấu hình datasource được cấu hình trong application.properties hoặc nếu bạn đang sử dụng application.yml datasource được cấu hình như sau:
Ở đây chúng ta sử dụng JpaRepository đã được cài đặt trong Spring Data JPA. Các bạn có thể tham khảo các phương thức của JpaRepository trong tài liệu này. Trong ví dụ dưới đây chúng ta sẽ thử với phương thức findById.
Chúng ta cũng tạo ProductRepositoryTest để test ProductRepository:
Sau khi chạy thử test này chúng ta nhận được output log như sau:
Hibernate: select product0_.id as id1_1_0_, product0_.name as name2_1_0_ from product product0_ where product0_.id=?
Mặc định Hibernate sẽ query sử dụng tên bảng là tên entity ở dạng chữ viết thường.
Xác định tên bảng
Trong ví dụ của chúng ta đang sử dụng MySQL với --lower_case_table_names=1 nên sẽ không có vấn đề xảy ra. Trong trường hợp bạn sử dụng database cần phân biệt tên bảng viết thường và viết hoa hoặc trong trường hợp tên bảng và tên entity không giống nhau. Khi đó chúng ta cần xác định tên bảng tương ứng với entity như sau:
Với hầu hết các dự án việc quản lý các phiên bản database schema là vô cùng quan trọng. Phương pháp thực hiện migrate database tốt sẽ giúp tất cả thành viên dự án dễ dàng đồng bộ môi trường phát triển cũng như là triển khai database schema lên các môi trường khác nhau. Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu phương pháp migrate database schema sử dụng Flyway trong ứng dụng Spring Boot.
Khởi tạo ứng dụng Spring Boot
Chúng ta sẽ sử dụng Spring Initializr để khởi tạo ứng dụng Spring Boot. Cấu trúc dự án sẽ giống như sau:
Mặc định Flyway sẽ đọc các tệp SQL trong thư mục resources/db/migration. Tên tệp được định nghĩa theo tài liệu Versioned Migrations.
Mỗi phiên bản migration có phiên bản, thông tin mô tả phiên bản và checksum. Các phiên bản phải là duy nhất. Thông tin phiên bản là thông tin thuần khiết gợi nhớ cái gì được thực hiện trong phiên bản đó. Checksum được sử dụng để phát hiện các thay đổi ngẫu nhiên. Các phiên bản migration được áp dụng theo một thứ tự nhất định. Các định dạng phiên bản có thể sử dụng như sau:
1
001
5.2
1.2.3.4.5.6.7.8.9
205.68
20130115113556
2013.1.15.11.35.56
2013.01.15.11.35.56
Trong nội dung bài viết này chúng ta định nghĩa một phiên bản V20221124103000__Initial.sql với nội dung như sau:
CREATE TABLE IF NOT EXISTS hibernate_sequence (
sequence_name VARCHAR(128) NOT NULL,
next_val INT NOT NULL
);
DROP TABLE IF EXISTS PRODUCT;
CREATE TABLE PRODUCT (
ID BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT
, NAME VARCHAR(255)
, CREATED_AT DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
, UPDATED_AT DATETIME DEFAULT NULL ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
, DELETED_AT DATETIME DEFAULT NULL
, CONSTRAINT uk_product_name UNIQUE(name)
);
DROP TABLE IF EXISTS `ORDER`;
CREATE TABLE `ORDER` (
ID BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT
, NAME VARCHAR(255)
, CREATED_AT DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
, UPDATED_AT DATETIME DEFAULT NULL ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
, DELETED_AT DATETIME DEFAULT NULL
, CONSTRAINT uk_order_name UNIQUE(NAME)
);
Thực thi migration
Để tiến hành migrate database schema chúng ta thực thi lệnh ./mvnw flyway:migrate.
➜ demo git:(main) ✗ ./mvnw flyway:migrate
[INFO] Scanning for projects...
[INFO]
[INFO] ------------------------------< app:demo >------------------------------
[INFO] Building demo 0.0.1-SNAPSHOT
[INFO] --------------------------------[ jar ]---------------------------------
[WARNING] The artifact mysql:mysql-connector-java:jar:8.0.31 has been relocated to com.mysql:mysql-connector-j:jar:8.0.31: MySQL Connector/J artifacts moved to reverse-DNS compliant Maven 2+ coordinates.
[INFO]
[INFO] --- flyway-maven-plugin:8.5.13:migrate (default-cli) @ demo ---
[INFO] Flyway Community Edition 8.5.13 by Redgate
[INFO] See what's new here: https://flywaydb.org/documentation/learnmore/releaseNotes#8.5.13
[INFO]
[INFO] Database: jdbc:mysql://localhost:3306/demo (MySQL 8.0)
[INFO] Successfully validated 1 migration (execution time 00:00.013s)
[INFO] Creating Schema History table `demo`.`flyway_schema_history` ...
[INFO] Current version of schema `demo`: << Empty Schema >>
[INFO] Migrating schema `demo` to version "20221124103000 - Initial"
[WARNING] DB: Unknown table 'demo.product' (SQL State: 42S02 - Error Code: 1051)
[WARNING] DB: Unknown table 'demo.order' (SQL State: 42S02 - Error Code: 1051)
[INFO] Successfully applied 1 migration to schema `demo`, now at version v20221124103000 (execution time 00:00.100s)
[INFO] Flyway Community Edition 8.5.13 by Redgate
[INFO] See what's new here: https://flywaydb.org/documentation/learnmore/releaseNotes#8.5.13
[INFO]
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time: 1.044 s
[INFO] Finished at: 2023-01-30T14:41:40+07:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
Trong trường hợp thực thi migrate có lỗi. Chúng ta có thể thực hiện lệnh ./mvnw flyway:repair trước khi thực thi lại lệnh migrate.
➜ demo git:(main) ✗ ./mvnw flyway:repair
[INFO] Scanning for projects...
[INFO]
[INFO] ------------------------------< app:demo >------------------------------
[INFO] Building demo 0.0.1-SNAPSHOT
[INFO] --------------------------------[ jar ]---------------------------------
[WARNING] The artifact mysql:mysql-connector-java:jar:8.0.31 has been relocated to com.mysql:mysql-connector-j:jar:8.0.31: MySQL Connector/J artifacts moved to reverse-DNS compliant Maven 2+ coordinates.
[INFO]
[INFO] --- flyway-maven-plugin:8.5.13:repair (default-cli) @ demo ---
[INFO] Flyway Community Edition 8.5.13 by Redgate
[INFO] See what's new here: https://flywaydb.org/documentation/learnmore/releaseNotes#8.5.13
[INFO]
[INFO] Database: jdbc:mysql://localhost:3306/demo (MySQL 8.0)
[INFO] Repair of failed migration in Schema History table `demo`.`flyway_schema_history` not necessary. No failed migration detected.
[INFO] Successfully repaired schema history table `demo`.`flyway_schema_history` (execution time 00:00.030s).
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time: 0.908 s
[INFO] Finished at: 2023-01-30T14:44:31+07:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
Để tiến thành clean database schema chúng ta thực thi lệnh ./mvnw flyway:clean.
➜ demo git:(main) ✗ ./mvnw flyway:clean
[INFO] Scanning for projects...
[INFO]
[INFO] ------------------------------< app:demo >------------------------------
[INFO] Building demo 0.0.1-SNAPSHOT
[INFO] --------------------------------[ jar ]---------------------------------
[WARNING] The artifact mysql:mysql-connector-java:jar:8.0.31 has been relocated to com.mysql:mysql-connector-j:jar:8.0.31: MySQL Connector/J artifacts moved to reverse-DNS compliant Maven 2+ coordinates.
[INFO]
[INFO] --- flyway-maven-plugin:8.5.13:clean (default-cli) @ demo ---
[INFO] Flyway Community Edition 8.5.13 by Redgate
[INFO] See what's new here: https://flywaydb.org/documentation/learnmore/releaseNotes#8.5.13
[INFO]
[INFO] Database: jdbc:mysql://localhost:3306/demo (MySQL 8.0)
[INFO] Successfully dropped pre-schema database level objects (execution time 00:00.002s)
[INFO] Successfully cleaned schema `demo` (execution time 00:00.009s)
[INFO] Successfully cleaned schema `demo` (execution time 00:00.008s)
[INFO] Successfully dropped post-schema database level objects (execution time 00:00.002s)
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time: 0.861 s
[INFO] Finished at: 2023-01-30T14:39:23+07:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
Tổng kết
Trong bài viết này chúng ta đã tìm hiểu cách tạo một instance MySQL sử dụng docker và tạo và quản lý các phiên bản database schema sử dụng Flyway.
Mô đun hoá là quá trình tách một hệ thống phần mềm thành nhiều mô đun. Ngoài việc giảm độ phức tạp, nó làm tăng tính dễ hiểu, khả năng bảo trì và khả năng sử dụng lại của hệ thống. Trong bài viết này sẽ đề cập đến hai phương pháp mô đun hoá (theo tầng và theo tính năng). Chúng ta nên chọn phương pháp nào và tại sao?
Trước khi đến với nội dung chính chúng ta cùng xem một số nội dung liên quan:
Khi áp dụng kiến trúc phân tầng vào các dự án kiểu này, các class được đặt trong các package dựa theo tầng trong kiến trúc phân tầng mà chúng thuộc về. Phương pháp này làm giảm tính gắn kết (low cohesion) giữa các class bên trong các package bởi vì trong cùng một package có chứa các class không liên quan chặt chẽ với nhau. Dưới dây là một ví dụ áp dụng phương pháp mô đun hoá theo tầng.
Ngoài ra khi kiểm tra cấu trúc của các dự án như trên chúng ta thấy rằng giữa các package có liên kết chặt chẽ với nhau (high coupling). Bởi vì các class ở tầng Repository được sử dụng trong các class ở tầng Service và các class ở tầng Service được sử dụng trong các class ở tầng Controller. Hơn nữa, mỗi khi có yêu cầu thay đổi chúng ta cần phải thay đổi ở nhiều package khác nhau.
Để có thể giúp một việc nào đó, chúng ta cần phải biết mọi thứ.
Cohesion và Coupling nghĩa là gì?
Cohesion: Cohesion đề cập đến mức độ quan hệ logic giữa các class trong cùng package với nhau. High-cohesion giữa các class đảm bảo tính độc lập của package. Low-cohesion không chỉ giảm tính độc lập mà còn giảm đáng kể khả năng sử dụng lại và tính dễ hiểu.
Coupling: Coupling đề cập đến mức độ phụ thuộc lẫn nhau giữa các package/class. Low-coupling làm tăng đáng kể khả năng bảo trì. Bởi vì những thay đổi được thực hiện bên trong class do yêu cầu thay đổi không ảnh hưởng đến các class khác, không có tác dụng phụ và việc bảo trì dễ dàng hơn.
High-cohesion bên trong các package và low-coupling giữa các package là thiết yếu đối với một hệ thống được thiết kế tốt. Một thiết kế tốt làm tăng đáng kể tính bền vững của hệ thống. Vậy thì làm thế để đạt được điều đó?
Mô đun hoá theo tính năng
Dưới đây là một ví dụ áp dụng phương pháp mô đun hoá theo tính năng.
Trong cấu trúc dự án kiểu này, các package chứa tất cả các class được yêu cầu bởi một tính năng. Tính độc lập của package dượcd đảm bảo bằng cách đặt các class có liên quan chặt chẽ trong cùng một package.
Việc sử dụng một class bởi một class trong gói khác được loại bỏ ở cấu trúc này. Ngoài ra, các class trong cùng một package có liên quan chặt chẽ với nhau. Vì vậy high-cohesion trong cùng một package và low-coupling giữa các package được đảm bảo bởi cấu trúc này.
Hơn nữa, cấu trúc này làm tăng tính mô đun hoá. Giả sử rằng chúng ta có thêm 10 domain (ngoài Product và Order). Với phương pháp mô đun hoá theo tầng, các class sẽ được đặt trong các packagecontroller, service, repository. Vì vậy toàn bộ ứng dụng sẽ bao gồm 3 package (ngoại trừ các class tiện ích), các package sẽ có số lượng lớn class. Tuy nhiên, trong phương pháp mô đun hoá theo tính năng, cùng ứng dụng đó sẽ bảo gồm 12 package tương ứng với 12 domain, tính mô đun hoá đã được tăng lên.
Trong ví dụ trên chúng ta thấy có 2 ngoại lệ, repository và entity package không được cấu trúc theo tính năng như bình thường. Với các entity và các repository được sử dụng ở nhiều service khác nhau, do chúng không là bắt buộc ở một tính năng cụ thể nào nên chúng ta cấu trúc chúng theo phương pháp mô đun theo tầng như bình thường. Với những entity và repository chỉ được sử dụng ở một tính năng cụ thể nào đó, chúng ta vẫn cấu trúc chúng theo phương pháp mô đun hoá theo tính năng như bình thường.
Nếu một tính năng có thể được xoá bởi chỉ một hành động, ứng dụng đó có tính mô đun hoá cao nhất.
Lợi ích của việc mô đun hoá theo tính năng
Mô đun hoá theo tính năng tạo ra các package có high-cohesion, low-coupling và tính mô đun hoá cao.
Mô đun hoá theo tính năng cho phép các class được khai báo với thuộc tính truy cập là private thay vì public, đo đó tăng tính đóng gói. Mặt khác mô đun hoá theo tầng buộc chúng ta phải đặt gần như toàn bộ các class là public.
Mô đun hoá theo tính năng giúp giảm việc phải điều hướng giữa các package bởi vì các class cần thiết cho một tính năng được đặt trong cùng một package.
Mô đun hoá theo tính năng giống như kiến trúc microservice. Mỗi package được giới hạn bởi các class liên quan với một tính năng cụ thể. Mặt khác, mô đun hoá theo tầng giống như kiến trúc nguyên khối. Khi một ứng dụng tăng kích thước, số class trong mỗi package sẽ tăng lên không giới hạn.
Tổng kết
Martin Fowler gợi ý bắt đầu một dự án mới với kiến trúc microservice có thể không phải là một ý kiến hay. Nếu ứng dụng của chúng ta đạt mức tăng trưởng lớn và giới hạn của nó là chắc chắn, thì bạn nên chuyển sang kiến trúc microservice.
Hãy tưởng tượng tình huống trên, chúng ta đã quyết định tách các microservice từ ứng dụng nguyên khối. Giả sử rằng microservice sử dụng phương pháp mô đu hoá theo tính năng, vậy cấu trúc nào sẽ dễ dàng chuyển sang kiến trúc microservice hơn?
Câu trả lời cho câu hỏi này và các ưu điểm khác giúp chúng ta biết nên sử dụng phương pháp mô đun hoá nào.
Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu kiến trúc phân tầng được ứng dụng như thế nào trong ứng dụng Spring Boot.
Chúng ta nên sử dụng bao nhiêu tầng?
Trong kiến trúc phân tầng chúng ta không bị hạn chế về số tầng. Tuy nhiên, các dự án trong thực tế triển khai thường sử dụng 4 tầng. Các ứng dụng Spring Boot cũng có thể triển khai kiến trúc phân tầng với 4 tầng như sau:
Tầng Controller là triển khai của tầng Presentation.
Tầng Service là triển khai của tầng Business.
Tầng Repository là triển khai của tầng Persistence.
Tầng Database không được phản ánh trong mã nguồn của ứng dụng.
Do một ứng dụng có hoặc không cần sử dụng tới database. Khi đó có thể tầng Repository cũng không tồn tại. Trong thực tế chúng ta thường thấy các Entity được định nghĩa trong mã nguồn. Về mặt lí thuyết thì các Entity thuộc về tầng Persistence. Tuy nhiên các Entity chính là phản ánh của các bảng trong database. Do đó chúng ta có thể xem các Entity như là thể hiện của tầng Database.
Kiến trúc phân tầng trong ứng dụng Spring Boot
Dưới đây là một ví dụ triển khai của kiến trúc phân tầng với ứng dụng Spring Boot:
Mỗi một request từ client sẽ lần lượt đi qua các tầng Controller, Service, Repository và kết thúc ở tầng Database. Trong ví dụ trên, bảng Product trong database sẽ được ánh xạ tương ứng với Product entity. Các thao tác tương tác với bảng Product sẽ được triển khai ở ProductRepository. Logic nghiệp vụ liên quan tới Product sẽ được cài đặt trong ProductService. ProductController sẽ là nơi tiếp nhận yêu cầu từ phía client.
Các yêu cầu từ phía client sẽ được tiếp nhận ở ProductController. Sau đó các thông tin nhận được sẽ được truyền tới ProductService. Tại đây các logic nghiệp vụ liên qua sẽ được xử lí trước khi được truyền tới ProductRepository. Cuối cùng dữ liệu sẽ được lưu trữ trong bảng Product của có sở dữ liệu.
Tầng Controller
/**
* ProductController.
*
* @author Hieu Nguyen
*/
@RestController
@RequiredArgsConstructor
@RequestMapping("/products")
public class ProductController {
private final ProductService productService;
@PostMapping
public ResponseEntity<ProductCreateResponse> create(@RequestBody ProductCreateRequest request) {
return ResponseEntity.ok().body(ProductCreateResponse.of(productService.create(request)));
}
}
ProductController nhận dữ liệu từ client trong request body thông qua ProductCreateRequest. Sau đó nó truyền dữ liệu ProductCreateRequest xuống cho ProductService. Kết quả trả lại từ ProductService được chuyển thành ProductCreateResponse để trả lại client trong response body. ProductCreateRequest và ProductCreateResponse được cài đặt như sau:
/**
* ProductCreateResponse.
*/
@Data
@Builder
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class ProductCreateResponse {
private Integer id;
private String name;
public static ProductCreateResponse of(Product product) {
return ProductCreateResponse.builder().id(product.getId()).name(product.getName()).build();
}
}
Tầng Service
/**
* ProductRepository.
*
* @author Hieu Nguyen
*/
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class ProductServiceImpl implements ProductService {
private final ProductRepository productRepository;
@Override
@Transactional
public Product create(ProductCreateRequest request) {
return productRepository.save(Product.of(request));
}
}
Tại tầng Service, ProductService nhận dữ liệu thông qua ProductCreateRequest được truyền xuống từ tầng Controller. Nó chuyển dữ liệu ProductCreateRequest vào Product entity, sau đó truyền dữ liệu Product entity xuống ProductRepository và cuối cùng dữ liệu được insert vào database.
Tầng Repository
Trong ví dụ này chúng ta sử dụng Spring Data JPA và Hibernate để cài đặt tầng Repository.
Tất cả các tầng nên là đóng, nghĩa là với bất kì một tính năng nào chúng ta cần triển khai đủ 4 tầng: Controller, Service, Repository, Database. Tuy nhiên, trong qua trình sử dùng kiến trúc phân tầng sẽ có nhiều bạn đặt câu hỏi liệu có thực sự cần đến tầng Service không? Trên thực tế có nhiếu tính năng chúng ta sẽ không cần cài đặt mã nguồn ở tầng Service. Khi đó tẩng Service chỉ làm nhiệm vụ chuyển tiếp dữ liệu từ tầng Controller xuống tầng Repository. Tuy nhiên để đảm bảo không có những sai phạm không đáng có như việc cài đặt các logic nghiệp vụ ở tầng Controller sau đó gọi trực tiếp tới tầng Repository thì chúng ta nên triển khai tất cả các tầng đóng. Khi đó thì dù có hay không có logic nghiệp vụ ở tầng Service chúng ta vẫn nên triển khai tầng này.
Tổng kết
Trong bài viết này chúng ta đã cùng tìm hiểu cách triển khai kiến trúc phân tầng trong một ứng dụng Spring Boot. Việc triển khai thực sự không khó, tuy nhiên để đảm bảo việc triển khai được thống nhất thì thực sự rất khó. Bài viết này hi vọng rằng có thể đem lại cái nhìn thống nhất giữa tất các các thành viên trong một dự án. Khi đó việc áp dụng kiến trúc phân tầng sẽ có hiệu quả hơn.
Trong phần 1 chúng ta đã tìm hiều về Kiến trúc phân tầng và các khái niệm quan trọng nhất của nó. Trong phần 2 này chúng ta sẽ xem xét cách thức hoạt động của kiến trúc phân tầng và những điểm cần lưu ý khi sử dụng kiến trúc này.
Ví dụ
Để minh họa cách thức hoạt động của kiến trúc phân lớp, chúng ta cùng xem xét một yêu cầu từ người dùng doanh nghiệp muốn truy xuất thông tin khách hàng của một cá nhân cụ thể.
Các mũi tên màu đen thể hiện luồng yêu cầu xuống cơ sở dữ liệu để lấy thông tin khách hàng. Các mũi tên màu đỏ thể hiện luồng phản hồi ngược trở lại màn hình để hiển thị dữ liệu. Trong ví dụ này, thông tin khách hàng bao gồm cả dữ liệu khách hàng và dữ liệu đơn hàng (đơn hàng do khách hàng đặt).
Customer Screen có nhiệm vụ tiếp nhận yêu cầu và hiển thị thông tin khách hàng. Nó hoàn toàn không biết nơi dữ liệu được lư trữ, làm thế nào để lấy nó hoặc có bao nhiêu bảng cơ sở dữ liệu phải được truy vấn để lấy dữ liệu. Khi Customer Screen nhận được yêu cấu lấy thông tin khác hàng của một cá nhân cụ thể, nó sẽ chuyển tiếp yêu cầu đó tới mô đun Customer Delegate. Mô đun này có nhiệm vụ biết các mô đun ở tầng nghiệp vụ có thể xử lí yêu cầu đó cũng như làm thế nào để lấy các mô đun đó và dữ liệu nào mà nó cần (hợp đồng). Customer Object ở tầng nghiệp vụ có nhiệm vụ tổng hợp toàn bộ thông tin cần thiết bởi yêu cầu nghiệp vụ(trong trường hợp này là thông tin khách hàng). Mô đun này gọi ra Customer DAO (đối tượng truy cập dữ liệu) ở tầng lưu trữ để lấy dữ liệu khách hàng cùng với Order DAO để lấy thông tin đơn hàng. Các mô đun này lần lượt thực thi các câu lệnh SQL để lấy dữ liệu tương ứng và trả lại cho Customer Object ở tầng nghiệp vụ. Khi Customer Object nhận được dữ liệu, nó sẽ tổng hợp dữ liệu và trả lại các thông tin đó cho Customer Delegate, sau đó Customer Delegate trả lại các dữ liệu đó cho Customer Screen để hiển thị cho người dùng. Từ khía cạnh công nghệ, có hàng tá cách để cài đặt các mô đun này. Ví dụ với nên tàng Java, Customer Screen có thể là một màn hình JSF(Java Server Faces) cùng với Customer Delete là thành phần bean được quản lí. Customer Object ở tầng nghiệp vụ có thể là một Spring Bean cục bộ hoặc EJB3 bean từ xa. Các đối tượng truy cập cơ sở dữ liệu được minh hoạ trong ví dụ trước có thể được triển khai dưới dạng POJO (Plain Old Java Objects) đơn giản, MyBatis XML Mapper, hoặc ngay cả cá đối tượng đóng gọi lời gọi JDBC thuần hoặc các truy vấn Hibernate. Trên nền tảng Microsoft, Customer Screen có thể là một mô đun ASP(Active Server Pages) sử dụng framework .NET để truy cập các mô đun C# ở tầng nghiệp vụ với các mô đun truy cập dữ liệu khác hàng và đơn hàng được triển khai dưới dàng ADO(ActiveX Data Objects).
Những điểm cần cân nhắc khi sử dụng kiến trúc phân tầng
Kiến trúc phân tầng là một mẫu kiến trúc về cơ bản là vững chắc, hấu hết các ứng dụng có thể bắt đầu bằng kiến trúc này, đặc biệt khi chúng ta không chắc chắn kiến trúc nào là phù hợp nhất cho ứng dụng của chúng ta. Tuy nhiên về mặt kiến trúc thì có một vài điều cần cân nhắc trước khi chọn mẫu kiến trúc này.
Điểm đầu tiên cần chú ý là các anti-pattern(phản mẫu – các mẫu thiết kế cần tránh sử dụng). Một trong số đó là kiến trúc hố sụt. Kiến trúc này mô tả tình huống luồng yêu cầu đi qua nhiều tầng của kiến trúc mà đơn giản xử lí chuyển tiếp với rất ít hoặc không có logic được thực hiện bên trong mỗi tầng. Ví dụ, tầng trình diễn phản hồi một yêu cầu từ người dùng muốn lấy dữ liệu khách hàng. Tầng trình diễn chuyển yêu cầu tới tầng nghiệp vụ, nó đơn giản chuyển tiếp yêu cầu tới tầng lưu trữ, sau đó tạo một lời gọi SQL đơn giản tới tầng cơ sở dữ liệu để lấy dữ liệu khách hàng. Dữ liệu sau đó được truyền theo đường ngược lại mà không có xử lí thêm hay logic tổng hợp, tính toán hoặc biến đổi dữ liệu.
Mỗi kiến trúc phân tầng sẽ có ít nhất một số tình huống rơi vào phản mẫu kiến trúc hố sụt. Tuy nhiên điều quan trọng là phân tích tỉ lệ phần trăm yêu cầu thuộc loại này. Quy tắc 80-20 thường là một phương pháp hay, nên tuân theo để xác định liệu có hay không chúng ta đang rơi vào phản mẫu kiến trúc hố sụt. Thông thường có khoảng 20% yêu cầu được xử lí đơn giản và 80% yêu cầu có một số logic nghiệp vụ liên quan đến yêu cầu đó. Tuy nhiên nếu chúng ta thấy rằng tỉ lệ này bị đảo ngược và phần lớn các yêu cầu của chúng ta là quá trình xử lí đơn giản, chúng ta có thể cân nhắc một số tầng trong kiến trúc là mở.
Một điểm khác cần cân nhắc với mẫu kiến trúc phân lớp là nó có xu hướng thích ứng với các ứng dụng nguyên khối, ngay cả khi chúng ta tách tầng trình diễn và tầng nghiệp vụ thành các đơn có thể triển khai riêng biệt. Mặc dù điều này có thể không phải là vấn đề đáng lo ngại đối với một số ứng dụng nhưng nó đặt ra một số vấn đề tiềm ẩn về triển khai, độ bền và độ tin cậy chung, hiệu suất và khả năng mở rộng.
Phân tích kiến trúc phân tầng
Dưới đây là bảng đánh giá và phân tích về các đặc điểm kiến trúc phổ biến của kiến trúc phân tầng. Các đánh giá cho từng đặc điểm dựa trên xu hướng tự nhiên của các đặc điểm đó, điển hình như là khả năng triển khai cũng như là mức độ phổ biến của mẫu kiến trúc này.
Đặc điểm
Đánh giá
Tính linh hoạt tổng thể
Dễ triển khai
Khả năng kiểm thử
Hiệu năng
Khả năng mở rộng
Dễ phát triển
Tính linh hoạt tổng thể
Tính linh hoạt tổng thể là khả năng đáp ứng nhanh chóng với một môi trường thay đổi liên tục. Trong khi thay đổi được cô lập thông qua tầng cô lập, nó vẫn cồng kềnh và tốn thời gian để thực hiện các thay đổi trong kiến trúc này bởi vì bản chất nguyên khối của hầu hết các triển khai cũng như sự liên kết chặt chẽ của các thành phần thường được tìm thấy với mẫu kiến trúc này.
Dễ triển khai
Tùy thuộc vào cách chúng ta triển khai mẫu này, khả năng triển khai có thể trở thành một vấn đề, đặc biệt đối với các ứng dụng lớn. Một thay đổi nhỏ đối với một thành phần có thể yêu cầu triển khai lại toàn bộ ứng dụng (hoặc một phần lớn của ứng dụng), dẫn đến việc triển khai cần được lập kế hoạch, được lên lịch và thực hiện ngoài giờ hoặc vào cuối tuần. Như vậy, mô hình này không dễ thích ứng với việc triển khai liên tục, tiếp tục giảm xếp hạng tổng thể cho triển khai.
Khả năng kiểm thử
Trong kiến thúc này, các thành phần trong thuộc vào một tầng cụ thể, các tầng khác có thể được mô phỏng hoặc khai thác, giúp cho kiến trúc này tương đối dễ kiểm thử. Một nhà phát triển có thể giả lập một thành phần trình bày hoặc màn hình để cô lập thử nghiệm trong một thành phần nghiệp vụ, cũng như mô phỏng tầng nghiệp vụ để kiểm tra chức năng màn hình nhất định.
Hiệu năng
Mặc dù đúng là một số kiến trúc phân tầng có thể hoạt động tốt, nhưng kiến trúc này không phù hợp với các ứng dụng hiệu năng cao do tính không hiệu quả của việc phải đi qua nhiều tầng của kiến trúc để đáp ứng yêu cầu nghiệp vụ.
Khả năng mở rộng
Do xu hướng triển khai nguyên khối và liên kết chặt chẽ của kiến trúc này, các ứng dụng được xây dựng bằng cách sử dụng mẫu kiến trúc này thường khó mở rộng quy mô. Chúng ta có thể mở rộng quy mô kiến trúc phân tầng bằng cách tách các tầng thành các triển khai vật lý riêng biệt hoặc sao chép toàn bộ ứng dụng thành nhiều nút, nhưng nhìn chung mức độ chi tiết quá rộng, khiến việc mở rộng quy mô trở nên tốn kém.
Dễ phát triển
Tính dễ phát triển nhận được điểm tương đối cao, chủ yếu là do mô hình này quá nổi tiếng và không quá phức tạp để thực hiện. Bởi vì hầu hết các công ty phát triển ứng dụng bằng cách tách các bộ kỹ năng theo tầng (trình diễn, nghiệp vụ, cơ sở dữ liệu), kiến trúc này trở thành lựa chọn tự nhiên cho hầu hết việc phát triển ứng dụng kinh doanh. Mối liên hệ giữa cơ cấu tổ chức và truyền thông của công ty với cách thức phát triển phần mềm được vạch ra là cái được gọi là định luật Conway. Bạn có thể Google "Conway’s law" để có thêm thông tin về mối tương quan hấp dẫn này.
Kiến trúc phân tầng(hay còn được gọi là kiến trúc n-tier) là kiến trúc phổ biến nhất. Kiến trúc này được xem là chuẩn không chính thức cho các ứng dụng Java EE và được biết đến rộng rãi bởi hầu hết kiến trúc sư, nhà thiết kế và nhà phát triển. Kiến trúc này quen thuộc với các cơ cấu tổ chức và truyền thông CNTT truyền thống, được tìm thấy ở hầu hết các công ty khiến nó trở thành một lựa chọn tự nhiên cho các công ty phát triển ứng dụng doanh nghiệp.
Giới thiệu kiến trúc phân tầng
Các thành phần bên trong kiến trúc phân tầng được tổ chức thành các tầng nằm ngang, mỗi tầng thực hiện một vai trò cụ thể trong ứng dụng, ví dụ như tầng trình diễn(presentation) hay tầng nghiệp vụ (business). Mặc dù kiến trúc phân tầng không qui định số lượng hay các loại tầng phải tồn tại, hầu hết các kiến trúc phân tầng bao gồm 4 tầng: tầng trình diễn, tầng nghiệp vụ, tầng lưu trữ(persistence), tầng cơ sở dữ liệu(database).
Trong một vài trường hợp tầng nghiệp vụ và tầng lưu trữ có thể được kết hợp thành một tầng nghiệp vụ, đặc biệt khi logic lưu trữ (SQL hay HSQL) được nhúng bên trong các thành phần của tầng nghiệp vụ. Vì vậy với các ứng dụng nhỏ có thể chỉ có ba tầng, ngược lại với các ứng dụng lớn hoặc các ứng dụng có nghiệp vụ phức tạp có thể chứa năm tầng hoặc nhiều hơn.
Mỗi tầng trong kiến trúc phân tầng có một vai trò và trách nhiệm cụ thể trong ứng dụng. Ví dụ tầng trình diễn sẽ có trách nhiệm xử lí tất cả giao diện người dùng và logic giao tiếp trình duyệt, trái lại tầng nghiệp vụ sẽ chịu trách nhiệm thực thi các quy tắc nghiệp vụ cụ thể. Mỗi tầng trong kiến trúc phân tầng trừu tượng hoá các công việc cần phải hoàn thành để đáp ứng một yêu cầu nghiệp vụ cụ thể. Ví dụ tầng trình diễn không cần phải biết hay lo lắng về việc lấy dự liệu khách hàng như thế nào; nó chỉ cần hiển thị các thông tin đó lên màn hình theo định dạng cụ thể. Tương tự như vậy, tầng nghiệp vụ không cần bận tâm làm thế nào định dạng dữ liệu khách hàng để hiển khị lên màn hình hoặc ngay cả việc dự liệu khách hàng được lưu trữ ở đâu; nó chỉ cần lấy dữ liệu từ tầng lưu trữ, thực hiện logic nghiệp vụ dựa trên dữ liệu đó(tính toán các giá trị hay tổng hợp dữ liệu), và truyền các thông tin đó tới tầng trình diễn.
Một trong những tính năng mạnh mẹ của kiến trúc phân tầng sự tách biệt các mỗi bận tâm giữa các thành phần. Các thành phần bên trong một tầng cụ thể chỉ giải quyết các logic liên quan đến tầng đó. Ví dụ các thành phần ở tầng trình diễn chỉ giải quyết các logic hiển thị, ngược lại các thành phần cư trú ở tầng nghiệp vụ chỉ giải quyết các logic nghiệp vụ. Việc phân loại các loại thành phần như thế này giúp cho việc xây dựng mô hình trách nhiệm và vai trò có hiệu quả trở nên dễ dàng hơn, đồng thời giúp bạn dễ dàng phát triển, kiểm thử, quản lí, và bảo trì các ứng dụng nhờ vào các giao diện thành phần được mô tả rõ ràng và phạm vi thành phần được giới hạn.
Tầng đóng(closed layer)
Chúng ta cùng xem hình dưới đây:
Mỗi tầng trong kiến trúc này được đánh dấu CLOSED. Đây là một khái niệm rất quan trọng trong kiến trúc phân tầng. Một tầng đóng có nghĩa là một yêu cầu(request) đi từ tầng này sang tầng khác phải đi qua tầng ngay bên dưới nó để đi tới tầng tiếp theo bên dưới tầng đó. Ví dụ một request bắt nguồn từ tầng trình diễn phải đi qua tầng trình diễn sau đó tới tầng lưu trữ trước cuối cùng chốt lại ở tầng cơ sở dữ liệu.
Tại sao không cho phép tầng trình diễn truy cập trực tiếp đến tầng lưu trữ hay tầng cơ sở dữ liệu?
Truy cập trực tiếp cơ sở dữ liệu từ tầng trình diễn thì nhanh hơn là thông qua một loạt các tầng không cần thiết chỉ để lấy ra hay lưu lại thông tin cơ sở dữ liệu. Câu trả lời cho câu hỏi này nằm ở một khái niệm tầng cô lập(layers of isolation).
Tầng cô lập
Khái niệm tầng cô lập có nghĩa là những thay đổi được tạo ra trong một tầng của kiến trúc nhìn chung không có tác động hay ảnh hướng đến các thành phần của tầng khác: thay đổi được cô lập trong các thành phần bên trong lớp đó và một lớp nào đó có có thể có liên quan(ví dụ như tầng lưu trữ có chứa SQL). Nếu chúng ta cho phép tầng trình diễn truy cập trực tiếp tới tầng lưu trữ thì những thay đổi được tạo ra với SQL trong tầng lưu trữ sẽ có tác động tới cả tầng nghiệp vụ và tầng trình diễn, do đó tạo ra một ứng dụng liên kết rất chặt chẽ với rất nhiều phụ thuộc chéo giữa các thành phần. Những ứng dụng như thế này quá cứng nhắc và tốn kém khi có thay đổi.
Khái niệm tầng cô lập cũng có nghĩa là mỗi một tầng độc lập với các tầng khác, do đó chúng biết rất ít hoặc không biết về hoạt động bên trong của các tầng khác trong kiến trúc. Để hiểu được sức mạnh và tầm quan trọng của khái niệm này, chúng ta cùng xem xét nỗ lực tái cấu trúc để chuyển đổi presentation framework từ JSP (Java Server Pages) to JSF (Java Server Faces). Giả sử rằng hợp đồng(model) được sử dụng giữa tầng trình diễn và tầng nghiệp vụ không thay đổi, tầng nghiệp vụ không bị ảnh hưởng bởi việc tái cấu trúc và giữ độc lập hoàn toàn với các loại giao diện người dùng được sử dụng bởi tầng trình diễn.
Tầng mở
Tầng đóng tạo điều kiện thuận lợi cho tầng cô lập và do đó giúp cô lập thay đổi trong kiến trúc, đôi khi tầng mở có ý nghĩa đối với các tầng nhất định. Giả sử bạn muốn thêm vào tầng dịch vụ chia sẻ(shared services) chứa các thành phần dịch vụ dùng chung được truy cập bởi các thành phần trong tầng nghiệp vụ(các lớp tiện ích dữ liệu hay chuổi, các lớp kiểm tra và ghi nhật ký). Trong trường hợp này việc tạo ra tầng dịch vụ thường là ý tưởng tốt bởi lẽ về mặt kiến trúc thì nó hạn chế các truy cập vào các dịch vụ chia sẻ đổi với tầng nghiệp vụ(chứ không phải tầng trình diễn). Không có sự tách biệt về tầng, về mặt kiến trúc không có gì hạn chế tầng trình diễn truy cập vào các dịch vụ dùng chung này, gây khó khăn cho việc quản lý hạn chế truy cập.
Trong ví dụ này, tầng dịch vụ mới sẽ có thể sẽ nằm bên dưới tầng nghiệp vụ để chỉ rằng các thành phần trong tầng dịch vụ này không thể truy cập từ tầng trình diễn. Tuy nhiên, điều này có nghĩa rằng tầng nghiệp vụ lúc này bắt buộc phải đi qua tầng dịch vụ để tới tầng lưu trữ, điều này không có ý nghĩa gì cả. Đây là vấn đề lâu đời của kiến trúc phân tầng. Để giải quyết vấn đề này chúng ta tạo ra tầng mở trong kiến trúc.
Các tầng dịch vụ trong trường hợp này được đánh dấu là OPEN, có nghĩa là các yêu cầu được cho phép đi qua tầng mở và đi trực tiếp tới tầng bên dưới.
Trong ví dụ trên vì tầng dịch vụ là tầng mở nên tầng nghiệp vụ bây giờ được phép bỏ qua nó và đi trực tiếp tới tầng lưu trữ, điều này hoàn toàn hợp lí.
Chúng ta có thể tận dụng khái niệm về tầng mở và đóng để xác định mối quan hệ giữa các tầng trong kiến trúc và luồng yêu cầu cũng như cung cấp cho nhà thiết kế, nhà phát triển các thông tin cần thiết để hiểu các hạn chế truy cập tới các tầng khác nhau trong kiến trúc. Việc không thể xác định chính xác các tầng nào trong kiến trúc là mở hay đóng và tại sao thường dẫn tới các cấu trúc liên kết chặt chẽ và dễ vỡ, chúng rất khó để kiểm thử, bảo trì và triển khai.
MyBatis là một framework nổi tiếng trong cộng đồng Java. Nó là triển khai của tầng lưu trữ trong kiến trúc phân tầng trên nền tảng Java tương tự như Hibernate hoặc ngay cả là JDBC thuần. Nó giúp việc triển khai tầng lưu trữ trở nên đơn giản hơn với nhà phát triển. Thông tin về MyBatis bạn có thể tham khảo tại đây. Nội dung bài viết này tập trung vào cách sử dụng MyBatis cùng với Spring Boot.
Để sử dụng MyBatis với Spring Boot chúng ta sử dụng thư viện MyBatis-Spring-Boot-Starter. Đây là thư viện hỗ trợ cấu hình nhanh chóng một ứng dụng Spring Boot có sử dụng MyBatis. Thư viện này được hỗ trợ chính thức từ nhóm phát triển MyBatis. Các bước cấu hình tại đây.
Repository hay Mapper
Mapper là một Java interface mà các phương thức được ánh xạ tới các truy vấn SQL tương ứng. Mặc định MyBatis sẽ ánh xạ các method được định nghĩa trong các interface được đánh dấu với annotation @Mapper tới các truy vấn SQL tương ứng.
ProductRepository
Dưới đây là một ví dụ về Mapper. ProductRepository được định nghĩa trong package app.demo.mybatis.repository
@Mapper
public interface ProductRepository {
void create(Product product);
}
Để định nghĩa truy vấn SQL tương ứng chúng ta tạo ProductRepository.xml trong thư mục app.demo.mybatis.repository bên trong resources.
Trong ví dụ trên chúng ta đang ánh xạ phương thức create với câu truy vấn INSERT. Khi phương thức create được gọi thì câu truy vấn sẽ được thực thi. Kết quả câu truy vấn sẽ được trả về phương thức create.
DataSource
Trong bài viết này chúng ta sẽ sử dụng MySQL để thực hành với MyBatis. Chúng ta có thể sử dụng docker để tạo container chạy MySQL với câu lệnh sau:
docker run --name demo -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=demo@123 -p 3306:3306 -d mysql --lower_case_table_names=1
Với câu lệnh trên chúng ta đã tạo xong MySQL với schema demo cũng như mật khẩu cho tài khoản root là demo@123.
Để cấu hình data source với Spring Boot chúng ta thêm các cấu hình sau trong application.yml:
Lỗi này xuất hiện khi chưa cấu hình thuộc tính mybatis.mapper-locations. Cấu hình thuộc tính này trong application.yml hoặc application.properties như sau:
Trong bài viết này tôi đã hướng dẫn các bạn các bước cơ bản để tạo một ứng dụng Spring Boot có sử dụng MyBatis. Hi vọng bài viết sẽ giúp ích cho các bạn mới bắt đầu tiếp cận với MyBatis cũng như là cung cấp một hướng dẫn khi bắt đầu xây dựng một dự án.
Spring Security là một framework được cung cấp bởi Spring cung cấp khả năng xác thực, bảo vệ, kiểm soát truy cập và có khả năng tuỳ biến cao. Tập trung chủ yếu vào Authentication và Authorization cho một ứng dụng Java.
Giống như hầu hết các Spring projects khác, sức mạnh thực sự của Spring Security đến từ việc nó có thể dễ dàng mở rộng khi cần thiết với những yêu cầu cụ thể trong một dự án.
Benefits/features chính:
Hỗ trợ authentication và authorization một cách toàn diện.
Ngăn chặn các nguy cơ bảo mật đến từ Cross-site Forgery, CSRF Attacks, ClickJacking,…
Hỗ trợ tích hợp với Spring Web MVC
Hỗ trợ tích hợp với Servlet API
Internal Workflow: Cách Spring Security hoạt động?
Dưới đây là workflow cách mà Spring Security mặc định (User Credentials) hoạt động:
User Credentials Authentication workflow
Ta hãy cùng đến với những objects chính có trong flow và tìm hiểu định nghĩa của chúng nhé.
Spring Security Filters:
Spring Security Authentication Filters là những filter sẽ nằm giữa client request với server. Khi nhận được request, các filter sẽ tách lọc những thông tin từ request thành các authentication details (username, password, roles,…). Default Spring Security sẽ sử dụng class UsernamePasswordAuthenticationFilter.
UsernamePasswordAuthenticationFilter extends từ Abstract class AbstractAuthenticationProcessingFilter.
Authentication: là một base object làm nhiệm vụ validate user credentials nhận được từ phía client. Ở behavior mặc định, Authentication object sẽ là class UsernamePasswordAuthenticationToken.
UsernamePasswordAuthenticationToken sẽ được sử dụng để chứa user credentials.
AuthenticationManager:
AuthenticationManager là một interface với method authenticate() làm nhiệm vụ xác định những Authentication providers phù hợp nhất để xử lý Authentication object nhận được từ filters. AuthenticationManager sẽ nhận kết quả authenticate từ Provider (Success hoặc Not success). Nếu không success, nó sẽ thử một provider phù hợp khác.
Ở behavior mặc định của Spring security, class ProviderManager sẽ được chọn để xử lý các request.
AuthenticationProvider là những classes implement interface AuthenticationProvider với method authenticate() làm nhiệm vụ xử lý các logic liên quan đến authentication. DaoAuthenticationProvider sẽ là authentication provider mặc định cho behavior mặc định của Spring Security.
DaoAuthenticationProvider.
UserDetailsService: là interface chứa thông tin, schema của user details. Ở behavior mặc định, Spring Security sẽ sử dụng class InMemoryUserDetailsManager, với method loadUserByUsername() để lấy ra thông tin của user từ memory của hệ thống.
PasswordEncoder: là interface có nhiệm vụ encode, encrypt và decrypt password của user, validate và trả về kết quả valid/invalid cho Authentication Provider xử lý.
Security Context:
Sau khi Spring Security đã validate đủ, user details sẽ được lưu vào Security context. Ở lần truy cập tới, thông tin user sẽ được filter retrieve ở đây thay vì thực hiện đầy đủ các bước flow như ở trên.
Kết luận
Trên đây là tổng hợp về Spring Security cũng như một flow mặc định của Spring Security sẽ diễn ra như thế nào. Tất nhiên, còn rất nhiều những vấn đề to lớn khác từ Spring Security mà phạm vi bài viết không thể mô tả đủ. Hi vọng, qua bài viết trên, bạn đã có thể có cái nhìn tổng quan nhất về Spring Security, rất cảm ơn bạn đã dành thời gian ra để đọc qua bài viết trên của mình.
Lập luận của đối thủ khiến tôi nhớ đến một kẻ ngoại đạo, người, khi được hỏi về thế giới đang đứng trên cái gfi, đã trả lời: "Trên một con rùa." Nhưng con rùa đứng trên cái gì? "Trên một con rùa khác."
—Joseph Barker (1854)
Vì vậy, bạn biết microservices là gì và hy vọng hiểu được những lợi ích chính của chúng. Bây giờ có lẽ bạn đang háo hức muốn đi và bắt đầu tạo ra chúng, phải không? Nhưng bắt đầu từ đâu? Trong chương này, chúng ta sẽ xem xét cách suy nghĩ về ranh giới của các microservice của bạn, hy vọng sẽ tối đa hóa những ưu điểm và tránh một số nhược điểm tiềm ẩn. Nhưng trước tiên, chúng ta cần một cái gì đó để làm việc cùng nó.
Giới thiệu về MusicCorp
Sách về ý tưởng hoạt động tốt hơn với các ví dụ. Nếu có thể, tôi sẽ chia sẻ những câu chuyện từ các tình huống thực tế, nhưng tôi nhận thấy rằng việc có một lĩnh vực hư cấu để hoạt động cũng rất hữu ích. Xuyên suốt cuốn sách, chúng ta sẽ quay trở lại lĩnh vực này, xem khái niệm microservices hoạt động như thế nào trong thế giới này.
Vì vậy, chúng ta hãy chuyển sự chú ý của chúng ta đến một trong những nhà bán lẻ trực tuyến tiên tiến nhất hiện nay – MusicCorp. MusicCorp gần đây là một nhà bán lẻ truyền thống, nhưng sau khi công ty từ bỏ mảng kinh doanh máy hát, mảng kinh doanh nền tảng của MusicCorp, họ ngày càng tập trung nhiều hơn vào việc kinh doanh trực tuyến. Công ty có một trang web, nhưng cảm thấy rằng bây giờ là lúc để tăng gấp đôi doanh số trên các nền tảng trực tuyến. Xét cho cùng, những chiếc iPod đó chỉ là một mốt nhất thời (rõ ràng là Zunes tốt hơn nhiều) và những người hâm mộ âm nhạc đang khá vui khi chờ đĩa CD được chuyển tới nhà của họ. Chất lượng bao giờ cũng hơn sự tiện lợi, phải không? Và trong khi chúng ta đang ở đó, điều mà mọi người vẫn tiếp tục về Spotify này là gì — một nền tảng hướng đến đối tượng thanh thiếu niên?
Mặc dù đi sau một chút so với phần còn lai, nhưng MusicCorp lại có tham vọng lớn. May mắn thay, họ đã quyết định rằng cơ hội tốt nhất để chiếm lấy thị phần là đảm bảo rằng nó có thể thực hiện những thay đổi dễ dàng nhất có thể. Microservices giành chiến thắng!
Điều gì tạo nên một dịch vụ tốt?
Trước khi nhóm từ MusicCorp thay đổi chính mình, tạo ra dịch vụ này đến dịch vụ khác trong nỗ lực cung cấp loại băng 8 bản nhạc cho tất cả mọi người và một vài thứ khác, hãy bắt đầu và nói một chút về ý tưởng cơ bản quan trọng nhất mà chúng ta cần ghi nhớ. Điều gì tạo nên một dịch vụ tốt? Nếu bạn vẫn sống sót sau một lần deploy SOA không thành công, bạn có thể có một số ý tưởng về nơi tiếp theo mà tôi nói đến. Nhưng đề phòng trong trường hợp bạn không phải là kẻ may mắn hoặc giả sử bạn chính là kẻ may mắn, tôi muốn bạn tập trung vào hai khái niệm chính: liên kết lỏng lẻo và tính liên kết cao (loose coupling and high cohesion). Chúng tôi sẽ nói chi tiết trong suốt cuốn sách về những ý tưởng và thực tiễn khác, nhưng chúng đều vô ích nếu chúng tôi làm sai hai điều này.
Mặc dù thực tế là hai thuật ngữ này được sử dụng rất nhiều, đặc biệt là trong ngữ cảnh của các hệ thống hướng đối tượng, nhưng điều đáng bàn về ý nghĩa của chúng đối với microservices là gì.
Liên kết lỏng lẻo
Khi các dịch vụ được kết hợp một cách lỏng lẻo, một sự thay đổi đối với một dịch vụ không yêu cầu thay đổi một dịch vụ khác. Toàn bộ quan điểm của microservice là có thể thực hiện thay đổi đối với một dịch vụ và deploy nó mà không cần thay đổi bất kỳ phần nào khác của hệ thống. Điều này thực sự khá quan trọng.
Những thứ gì gây ra sự kết hợp chặt chẽ? Một sai lầm cổ điển là chọn một phong cách tích hợp liên kết chặt chẽ giữa dịch vụ này với dịch vụ khác, khiến những thay đổi bên trong dịch vụ đòi hỏi nhưng nơi sử dụng nó phải thay đổi. Chúng ta sẽ thảo luận sâu hơn về cách tránh điều này trong Chương 4.
Một dịch vụ được kết hợp một cách lỏng lẻo cần biết rất ít về những dịch vụ mà nó cộng tác cùng. Điều này cũng có nghĩa là chúng tôi có thể muốn giới hạn số lượng các loại yêu cầu/gọi chức năng khác nhau từ dịch vụ này sang dịch vụ khác, bởi vì ngoài vấn đề tiềm tàng về hiệu suất, giao tiếp kiểu này có thể dẫn đến kết nối chặt chẽ.
Độ gắn kết cao
Chúng tôi muốn hành vi liên quan thi đi cùng nhau và hành vi không liên quan nên ở nơi khác. Tại sao? Vâng, nếu chúng ta muốn thay đổi hành vi, chúng ta muốn có thể thay đổi nó ở một nơi và giải phóng thay đổi đó càng sớm càng tốt. Nếu chúng tôi phải thay đổi hành vi đó ở nhiều nơi khác nhau, chúng tôi sẽ phải release nhiều dịch vụ khác nhau (có thể cùng một lúc) để thực hiện thay đổi đó. Việc thực hiện các thay đổi ở nhiều nơi khác nhau sẽ chậm hơn và việc deploy nhiều dịch vụ cùng một lúc là rất rủi ro — cả hai điều này chúng tôi đều muốn tránh.
Vì vậy, chúng tôi muốn tìm các ranh giới của các vấn đề trong lĩnh vực của mình để giúp đảm bảo rằng hành vi liên quan sẽ ở cùng một nơi và giao tiếp với các ranh giới khác một cách lỏng lẻo nhất có thể.
Bối cảnh có giới hạn
Cuốn sách của Eric Evans về Thiết kế theo hướng lĩnh vực – Domain-Driven Design (Addison-Wesley) tập trung vào cách tạo hệ thống mô hình hóa các lĩnh vực trong thế giới thực. Cuốn sách chứa đầy những ý tưởng tuyệt vời như sử dụng ngôn ngữ phổ biến, sự trừu tượng của kho lưu trữ, và những thứ tương tự, nhưng có một khái niệm rất quan trọng mà Evans giới thiệu lúc đầu đã hoàn toàn lướt qua tôi: bối cảnh có giới hạn. Ý tưởng ở đây là bất kỳ lĩnh vực cụ thể nào đều bao gồm nhiều bối cảnh có giới hạn và nằm trong mỗi bối cảnh là những thứ (Eric sử dụng mô hình – model từ rất nhiều, có lẽ tốt hơn là những thứ – things) không cần giao tiếp với bên ngoài cũng như những thứ được chia sẻ ra bên ngoài với các bối cảnh có giới hạn khác. Mỗi bối cảnh có giới hạn có một giao diện rõ ràng, nơi nó quyết định những mô hình nào sẽ chia sẻ với các bối cảnh khác.
Một định nghĩa khác về bối cảnh có giới hạn mà tôi thích là "một trách nhiệm cụ thể được thực thi bởi các ranh giới rõ ràng." Nếu bạn muốn thông tin từ bối cảnh có giới hạn hoặc muốn đưa ra các yêu cầu về chức năng trong bối cảnh có giới hạn, bạn giao tiếp với các ranh giới rõ ràng của nó bằng cách sử dụng các mô hình. Trong cuốn sách của mình, Evans sử dụng một định nghĩa tương tự của các tế bào, nơi mà "[c]ells (tế bào) có thể tồn tại bởi vì màng của chúng xác định những gì ra/vào và xác định những gì có thể đi qua."
Hãy quay lại một chút với công việc kinh doanh của MusicCorp. Lĩnh vực của chúng tôi là toàn bộ hoạt động kinh doanh mà chúng tôi có. Nó bao gồm tất cả mọi thứ từ nhà kho đến bàn tiếp tân, từ tài chính đến đặt hàng. Chúng tôi có thể hoặc không thể mô hình hóa tất cả những điều đó trong phần mềm của mình, nhưng đó vẫn là thứ mà chúng tôi đang điều hành. Chúng ta hãy nghĩ về các phần của lĩnh vực đó trông giống như bối cảnh có giới hạn mà Evans đề cập đến. Tại MusicCorp, kho hàng của chúng tôi là một tổ hợp nhiều hoạt động — quản lý các đơn hàng được chuyển đi (và trả lại), nhận hàng mới, tổ chức các cuộc đua xe nâng, v.v. Ở những nơi khác, bộ phận tài chính có lẽ ít thú vị hơn, nhưng vẫn có một chức năng rất quan trọng trong tổ chức của chúng tôi. Những nhân viên này quản lý bảng lương, giữ các tài khoản của công ty và đưa ra các báo cáo quan trọng. Rất nhiều báo cáo. Chúng có lẽ cũng có những món đồ chơi trên bàn thú vị.
Các mô hình được chia sẻ và mô hình ẩn
Đối với MusicCorp, chúng ta có thể coi bộ phận tài chính và kho hàng là hai bối cảnh có giới hạn riêng biệt. Cả hai đều có giao diện rõ ràng với thế giới bên ngoài (về báo cáo hàng tồn kho, phiếu thanh toán, v.v.) và chúng có thông tin chi tiết mà chỉ họ cần biết (xe nâng, máy tính).
Giờ đây, bộ phận tài chính không cần biết về hoạt động chi tiết bên trong của nhà kho. Tuy nhiên, nó cần phải biết một số điều — ví dụ như nó cần biết về lượng hàng tồn kho để giữ cho các tài khoản được cập nhật. Hình 3-1 cho thấy một ví dụ về sơ đồ bối cảnh (context diagram). Chúng tôi thấy các khái niệm nội bộ của nhà kho, như Người chọn (người chọn đơn hàng), giá đang chứa hàng hóa, v.v. Tương tự như vậy, sổ cái tổng của công ty là không thể thiếu đối với tài chính nhưng không được chia sẻ ra bên ngoài ở đây.
Hình 3-1. Mô hình chia sẻ giữa bộ phận tài chính và kho hàng
Tuy nhiên, để có thể xác định giá trị của công ty, các nhân viên tài chính cần thông tin về cổ phiếu mà chúng tôi nắm giữ. Mặt hàng tồn kho sau đó trở thành một mô hình được chia sẻ giữa hai bối cảnh. Tuy nhiên, lưu ý rằng chúng ta không cần phải tiết lộ mọi thứ về mặt hàng trong kho từ bối cảnh kho hàng một cách mù quáng. Ví dụ: mặc dù nội bộ chúng tôi lưu giữ hồ sơ về một mặt hàng trong kho về nơi nó sẽ được đặt trong nhà kho, nhưng mặt hàng đó không cần phải được tiết lộ thông tin đó trong mô hình dùng chung. Vì vậy, sẽ có sự phân biệt giữa đại diện chỉ bên trong và đại diện bên ngoài mà chúng tôi đưa ra. Theo nhiều cách, điều này báo trước về cuộc thảo luận xung quanh REST trong Chương 4.
Đôi khi chúng ta có thể bắt gặp các mô hình có cùng tên nhưng có ý nghĩa rất khác nhau trong các bối cảnh khác nhau. Ví dụ: chúng ta có thể có khái niệm trả lại, đại diện cho việc khách hàng gửi lại thứ gì đó. Trong bối cảnh của khách hàng, trả lại là tất cả những gì liên quan đến việc in nhãn vận chuyển, gửi một gói hàng và chờ hoàn lại tiền. Đối với nhà kho, điều này có thể đại diện cho một gói hàng sắp được chuyển đến và một mặt hàng trong kho cần được bổ sung. Sau đó, trong kho chúng tôi lưu trữ thông tin bổ sung liên quan đến việc trả lại liên quan đến các nhiệm vụ sẽ được thực hiện; ví dụ: chúng tôi có thể tạo một yêu cầu khôi phục lại. Kết quả của mô hình chia sẻ là các quy trình khác nhau sẽ trở nên liên kết và hỗ trợ các thực thể trong mỗi bối cảnh có giới hạn, nhưng đó là mối quan tâm nội bộ trong chính bối cảnh đó.
Mô-đun và Dịch vụ
Bằng cách suy nghĩ rõ ràng về những mô hình nào nên được chia sẻ và không chia sẻ các đại diện nội bộ của chúng tôi, chúng tôi tránh được một trong những cạm bẫy tiềm ẩn có thể dẫn đến kết hợp chặt chẽ (ngược lại với những gì chúng tôi muốn). Chúng tôi cũng đã xác định một ranh giới trong lĩnh vực của chúng tôi, nơi tất cả các khả năng kinh doanh có cùng chí hướng sẽ tồn tại, mang lại cho chúng tôi sự gắn kết cao mà chúng tôi mong muốn. Những bối cảnh có giới hạn này, sau đó, tự cho mình là những ranh giới sáng tác cực kỳ tốt.
Như chúng ta đã thảo luận trong Chương 1, chúng ta có tùy chọn sử dụng các mô-đun trong một ranh giới quy trình để giữ các đoạn mã nguồn liên quan lại với nhau và cố gắng giảm sự ghép nối với các mô-đun khác trong hệ thống. Khi bạn bắt đầu trên một mã nguồn cơ sở mới, đây có là một khởi đầu tốt. Vì vậy, khi bạn đã tìm thấy các bối cảnh trong lĩnh vực của mình, hãy đảm bảo rằng chúng được mô hình hóa trong mã nguồn cơ sở của bạn dưới dạng mô-đun, với các mô hình được chia sẻ và ẩn.
Các ranh giới mô-đun này sau đó trở thành ứng viên xuất sắc cho các microservice. Nói chung, microservices cần phù hợp trong bối cảnh nhất định. Một khi bạn đã trở nên rất thành thạo, bạn có thể quyết định bỏ qua bước giữ cho bối cảnh có giới hạn được sử dụng như một mô-đun trong một hệ thống monolithic hơn và chuyển thẳng sang tạo ra một dịch vụ riêng biệt. Tuy nhiên, khi bắt đầu, hãy giữ một hệ thống mới ở khía cạnh gần giống monolithic hơn; việc sai lầm trong việc nhìn nhận ranh giới của các dịch vụ có thể gây hậu quả tốn kém, vì vậy hãy chờ đợi mọi thứ ổn định cho đến khi khi bạn nắm bắt được lĩnh vực mới, đó một là điều hợp lý. Chúng ta sẽ thảo luận thêm về vấn đề này trong Chương 5, cùng với các kỹ thuật giúp tách các hệ thống hiện có thành các microservice.
Vì vậy, nếu các ranh giới dịch vụ của chúng tôi phù hợp với các bối cảnh được giới hạn trong lĩnh vực của chúng tôi và microservices của chúng tôi đại diện cho các bối cảnh, chúng tôi đã có một khởi đầu tuyệt vời trong việc đảm bảo rằng các microservice của chúng tôi được liên kết lỏng lẻo và gắn kết chặt chẽ.
Phân rã sớm
Tại ThoughtWorks, bản thân chúng tôi đã trải qua những thách thức khi cố gắng phân chia các microservice quá nhanh. Bên cạnh việc tư vấn, chúng tôi cũng tạo ra một vài sản phẩm. Một trong số đó là SnapCI, một công cụ tích hợp liên tục (Continuous Integration) được cài đặt và phân phối liên tục (Continuous Delivery – Sau đây cũng viết là Continuous Delivery hoặc CD) (chúng ta sẽ thảo luận về các khái niệm đó sau trong Chương 6). Trước đây, nhóm đã làm việc trên một công cụ tương tự khác, Go-CD, một công cụ Continuous Delivery mã nguồn mở hiện có thể được deploy cục bộ thay vì được cài đạt trên nền tảng điện toán đám mây.
Mặc dù đã có một số mã nguồn được sử dụng lại từ rất sớm giữa các dự án SnapCI và Go-CD, nhưng cuối cùng SnapCI lại trở thành một mã nguồn cơ sở hoàn toàn mới. Tuy nhiên, kinh nghiệm trước đây của nhóm trong lĩnh vực công cụ CD khuyến khích họ tiến nhanh hơn trong việc xác định ranh giới và xây dựng hệ thống của họ như một tập hợp của các microservice.
Tuy nhiên, sau một vài tháng, rõ ràng là các trường hợp sử dụng của SnapCI đã khác nhau một cách tinh tế đến mức việc tiếp nhận các ranh giới dịch vụ ban đầu là không hoàn toàn đúng. Điều này dẫn đến nhiều thay đổi được thực hiện trên các dịch vụ và tất nhiên chi phí cho sự thay đổi cùng gia tăng. Cuối cùng, nhóm đã hợp nhất các dịch vụ trở lại thành một hệ thống monolithic, cho họ thời gian để hiểu rõ hơn về ranh giới nên tồn tại. Một năm sau, nhóm nghiên cứu đã có thể tách hệ thống monolithic thành các microservices, có ranh giới ổn định hơn nhiều. Đây không phải là ví dụ duy nhất về tình huống này mà tôi đã thấy. Việc phân ra sớm một hệ thống thành microservices có thể tốn kém, đặc biệt nếu bạn là người mới tham gia vào lĩnh vực. Theo nhiều cách, việc có một codebase tồn tại mà bạn muốn phân rã thành microservice dễ dàng hơn nhiều so với việc cố gắng xây dựng microservice ngay từ đầu.
Năng lực liên quan đến công việc kinh doanh
Khi bạn bắt đầu nghĩ về các bối cảnh và của chúng giới hạn tồn tại trong tổ chức của mình, bạn không nên nghĩ theo cách dữ liệu được chia sẻ, mà là về khả năng mà các bối cảnh đó cung cấp cho phần còn lại của lĩnh vực. Ví dụ, nhà kho có thể cung cấp khả năng có được danh sách hàng tồn kho hiện tại hoặc bối cảnh tài chính có thể hiển thị các tài khoản cuối tháng hoặc cho phép bạn thiết lập bảng lương cho một đợt tuyển dụng mới. Những khả năng này có thể yêu cầu trao đổi thông tin — các mô hình được chia sẻ — nhưng tôi đã thấy một cách quá thường xuyên việc suy nghĩ về dữ liệu dẫn đến các dịch vụ không có hoạt động gì liên quan đến việc hoạt động của công ty, và chỉ dựa trên các CRUD (tạo, đọc, cập nhật, xóa). Vì vậy, trước tiên hãy đặt hỏi "Bối cảnh này làm gì?", Sau đó là "Vậy nó cần dữ liệu gì để làm điều đó?"
Khi được mô hình hóa dưới dạng dịch vụ, các khả năng này trở thành các hoạt động chính sẽ được hiển thị qua một đường dây với các thành phần khác
Một vấn đề lặp lại vô tận
Nguyên văn: Turtles All the Way Down là một câu thể hiện một vấn đề lặp lại một cách vô tận. https://en.wikipedia.org/wiki/Turtles_all_the_way_down
Khi bắt đầu, bạn có thể sẽ xác định được các bối cảnh một cách chi tiết. Nhưng những bối cảnh này đến lượt nó có thể chứa những bối cảnh khác. Lấy ví dụ, bạn có thể phân chia bối cảnh của nhà kho thành các khả năng liên quan đến hoàn thành đơn đặt hàng, quản lý hàng tồn kho hoặc nhận hàng hóa. Khi xem xét ranh giới của các microservice, trước tiên hãy nghĩ đến các bối cảnh lớn hơn, ít chi tiết hơn, sau đó chia nhỏ theo các bối cảnh lồng nhau này khi bạn đang tìm kiếm lợi ích của việc tách các đường nối giữa chúng ra.
Tôi đã gặp các bối cảnh lồng nhau vẫn bị ẩn trong các bối cảnh khác, hãy kết hợp các microservice với nhau để tạo ra hiệu quả tuyệt vời. Đối với thế giới thực, họ vẫn đang sử dụng các năng lực mà nhà kho cung cấp, nhưng họ không biết rằng các yêu cầu của họ đang thực sự được ánh xạ một cách minh bạch tới hai hoặc nhiều dịch vụ riêng biệt, như bạn có thể thấy trong Hình 3-2. Đôi khi, bạn sẽ quyết định rằng sẽ hợp lý hơn khi bối cảnh giới hạn cấp cao hơn không được mô hình hóa một cách rõ ràng như một ranh giới dịch vụ, như trong Hình 3-3, vì vậy thay vì một ranh giới trong bối cảnh nhà kho duy nhất, thay vào đó bạn có thể chia nhỏ ra thành hàng tồn kho, thực hiện đơn đặt hàng, và nhận hàng hóa.
Hình 3-2. Microservices đại diện cho các bối cảnh được giới hạn lồng nhau ẩn bên trong nhà kho
Hình 3-3. Các bối cảnh giới hạn bên trong nhà kho được bật lên thành bối cảnh cấp cao nhất của riêng chúng
Nói chung, không có quy tắc nào quá nghiêm ngặt về cách tiếp cận nào phù hợp nhất. Tuy nhiên, việc bạn chọn cách tiếp cận lồng vào nhau hay tiếp cận theo cách tách biệt hoàn toàn phải dựa trên cơ cấu tổ chức của bạn. Nếu việc thực hiện đơn hàng, quản lý hàng tồn kho và nhận hàng được quản lý bởi các nhóm khác nhau, thì họ có thể nên được coi là microservice cấp cao nhất. Mặt khác, nếu tất cả chúng được quản lý bởi một nhóm, thì mô hình lồng nhau sẽ có ý nghĩa hơn. Điều này là do sự tác động lẫn nhau của cấu trúc tổ chức và kiến trúc phần mềm, mà chúng ta sẽ thảo luận ở phần cuối của cuốn sách trong Chương 10.
Một lý do khác để cách tiếp cận lồng nhau được ưa thích hơn có thể là chia nhỏ kiến trúc của bạn để đơn giản hóa việc kiểm thử. Ví dụ: khi kiểm thử các dịch vụ sử dụng dịch vụ kho hàng, tôi không phải phân tích từng dịch vụ bên trong bối cảnh của kho hàng, mà chỉ là nhưng API ít chi tiết hơn. Điều này cũng có thể cung cấp cho bạn một đơn vị cô lập khi xem xét các bài kiểm thử trên phạm vi lớn hơn. Ví dụ: tôi có thể quyết định thực hiện các kiểm thử từ đầu đến cuối trong đó tôi khởi chạy tất cả các dịch vụ bên trong bối cảnh kho hàng, nhưng đối với tất cả các service liên quan khác, tôi có thể bỏ qua chúng. Chúng ta sẽ khám phá thêm về kiểm thử và cách ly trong Chương 7.
Vấn đề giao tiếp trong các hoạt động của doanh nghiệp
Những thay đổi mà chúng tôi thực hiện đối với hệ thống của mình thường là những thay đổi mà doanh nghiệp muốn thực hiện về cách hệ thống hoạt động. Chúng tôi đang thay đổi chức năng — khả năng — được hiển thị cho khách hàng của chúng tôi. Nếu hệ thống của chúng tôi được phân tách theo các bối cảnh có giới hạn đại diện cho lĩnh vực của chúng tôi, thì những thay đổi chúng tôi muốn thực hiện có nhiều khả năng bị tách biệt trong một ranh giới microservice duy nhất. Điều này làm giảm số lượng điểm mà chúng tôi cần thực hiện thay đổi và cho phép chúng tôi deploy thay đổi đó một cách nhanh chóng.
Điều quan trọng nữa là phải nghĩ đến sự giao tiếp giữa các dịch vụ nhỏ này theo cùng một cách hiểu về hoạt động trong doanh nghiệp. Việc mô hình hóa phần mềm của bạn và sau đó là toàn bộ công việc kinh doanh không nên dừng lại ở ý tưởng về các bối cảnh có giới hạn. Các định nghĩa và ý tưởng giống nhau được chia sẻ giữa các bộ phận trong tổ chức của bạn phải được phản ánh trong các giao diện. Có thể hữu ích khi nghĩ về các biểu mẫu được gửi giữa các dịch vụ nhỏ này, giống như các biểu mẫu được trong cả tổ chức
Ranh giới về kỹ thuật
Việc xem xét những gì có thể xảy ra khi các dịch vụ được mô hình hóa không chính xác là việc làm hữu ích. Trước đây, tôi cùng một số đồng nghiệp đã làm việc với một khách hàng ở California, giúp công ty áp dụng một số phương pháp lập trình rõ ràng hơn và hướng tới tự động kiểm thử nhiều hơn. Chúng tôi đã bắt đầu với một số công việc đơn giản và có đã kết quả, chẳng hạn như phân tích dịch vụ, khi đó chúng tôi nhận thấy điều gì đó đáng lo ngại hơn nhiều. Tôi không thể đi quá chi tiết về những gì ứng dụng đã làm, nhưng đó là một ứng dụng công khai với lượng lớn khách hàng toàn cầu.
Đội ngũ và hệ thống đã ngày càng lớn mạnh. Ban đầu chỉ là tầm nhìn của một người, hệ thống đã sử dụng ngày càng nhiều tính năng và ngày càng có nhiều người dùng hơn. Cuối cùng, tổ chức quyết định nâng cao năng lực của nhóm bằng cách để một nhóm các developer mới có trụ sở tại Brazil đảm nhận một số công việc. Hệ thống được tách ra, với nửa phía trước của ứng dụng về cơ bản là stateless, deploy một trang web công khai, như trong Hình 3-4. Phần còn lại đơn giản là sử dụng kĩ thuật gọi thủ tục từ xa (RPC) trên một kho dữ liệu. Về cơ bản, hãy tưởng tượng bạn đã sử dụng một lớp kho lưu trữ (repository layer) trong mã nguồn cơ sở của mình và biến đây thành một dịch vụ riêng biệt.
Hình 3-4. Ranh giới dịch vụ được phân chia qua đường nối kỹ thuật
Các thay đổi thường xuyên phải được thực hiện cho cả hai dịch vụ. Cả hai dịch vụ đều nói chuyện với nhau qua các lệnh gọi phương thức kiểu RPC cấp thấp, mà kiểu kết nối này rất cứng nhắc nhưng dễ đứt gãy (chúng ta sẽ thảo luận về vấn đề này trong Chương 4). Giao diện dịch vụ cũng được sử dụng theo cách rất tùy tiện, dẫn đến vấn đề về hiệu suất. Điều này dẫn đến nhu cầu về các cơ chế xử lý RPC theo lô rất phức tạp. Tôi gọi đây là kiến trúc củ hành (onion architecture), vì nó có rất nhiều lớp và khiến tôi phải khóc khi phải cắt qua nó.
Bây giờ về mặt nổi của nó, ý tưởng tách hệ thống monolithic trước đây dưa trên các nhóm địa lý/tổ chức là hoàn toàn hợp lý, vì chúng tôi sẽ mở rộng trong Chương 10. Tuy nhiên, ở đây, thay vì thực hiện theo chiều dọc, tập trung vào các công việc của nghiệp vụ thông qua ngăn xếp, nhóm đã chọn những gì trước đây là đã được tạo ra thành API và tạo ra một lát cắt ngang.
Không phải lúc nào cũng đưa ra quyết định để lập mô hình ranh giới dịch vụ dọc theo các đường nối kỹ thuật cũng sai lầm. Tôi chắc chắn đã thấy điều này rất có ý nghĩa khi một tổ chức đang tìm cách đạt được các mục tiêu hiệu suất nhất định, chẳng hạn. Tuy nhiên, việc tìm kiếm các đường nối này chỉ là động lực phụ của bạn chứ không phải mục tiêu chính.
Tóm tắt
Trong chương này, bạn đã tìm hiểu một chút về điều gì tạo nên một dịch vụ tốt và cách tìm các đường nối trong không gian vấn đề của chúng tôi, mang lại cho chúng tôi lợi ích kép của cả khớp nối lỏng và tính liên kết cao. Các bối cảnh có giới hạn là một công cụ quan trọng giúp chúng ta tìm ra các đường nối này và bằng cách sắp xếp các microservice của chúng ta theo các ranh giới này, chúng ta cần đảm bảo rằng hệ thống cuối cùng có mọi cơ hội để giữ nguyên các tính năng đó. Chúng ta cũng đã có một gợi ý về cách chúng ta có thể chia nhỏ các microservice của mình hơn nữa, điều gì đó chúng ta sẽ khám phá sâu hơn sau. Và chúng ta cũng đã giới thiệu MusicCorp, lĩnh vực ví dụ mà chúng ta sẽ sử dụng trong suốt cuốn sách này.
Những ý tưởng được trình bày trong Thiết kế theo hướng lĩnh vực – DDD của Eric Evans rất hữu ích cho chúng ta trong việc tìm ra ranh giới hợp lý cho các dịch vụ và tôi mới chỉ sơ lược ở đây. Tôi giới thiệu cuốn sách Implementing Domain-Driven Design (Addison- Wesley) của Vaughn Vernon để giúp bạn hiểu tính thực tiễn của phương pháp này.
Mặc dù chương này chủ yếu là những thứ mang tính tổng quát, nhưng chúng ta cần đi sâu vào các kỹ thuật hơn trong các chương tiếp theo. Có rất nhiều cạm bẫy liên quan đến việc deploy giao diện giữa các dịch vụ, mà chúng có thể dẫn đến tất cả các loại rắc rối và chúng ta sẽ phải đi sâu vào chủ đề này nếu muốn giữ cho hệ thống của mình không trở thành một gã khổng lồ, rối rắm lộn xộn.
Như chúng ta đã thấy cho đến nay, microservice cung cấp cho chúng ta rất nhiều sự lựa chọn và theo đó là rất nhiều quyết định để đưa ra. Ví dụ, chúng ta nên sử dụng bao nhiêu công nghệ khác nhau, chúng ta nên để các nhóm khác nhau sử dụng các thành ngữ lập trình khác nhau, và chúng ta có nên tách hoặc hợp nhất một dịch vụ không? Làm thế nào để chúng ta đưa ra những quyết định này? Với tốc độ thay đổi nhanh hơn và môi trường linh hoạt hơn mà các kiến trúc này cho phép, vai trò của kiến trúc sư của hệ thống cũng phải thay đổi. Trong chương này, tôi sẽ có một cái nhìn khá chắc chắn về vai trò của một kiến trúc sư của hệ thống là gì và hy vọng sẽ khởi động một cuộc tấn công cuối cùng vào toà tháp ngà voi (ám chỉ việc xa rời thực tế)
Việc so sánh khập khiễng
Bạn tiếp tục sử dụng từ đó. Nhưng tôi không nghĩ rằng nó có nghĩa là những gì bạn nghĩ nó.
— Inigo Montoya, từ Cô dâu công chúa
Kiến trúc sư của hệ thống là một công việc quan trọng. Họ chịu trách nhiệm đảm bảo rằng chúng ta có một tầm nhìn kỹ thuật hợp nhất, một tầm nhìn sẽ giúp hệ thống của chúng tôi có thể đáp ứng được nhu cầu của khách hàng. Ở một số công ty, họ có thể chỉ phải làm việc với một nhóm, trong trường hợp đó, vai trò của họ và trưởng nhóm kỹ thuật thường giống nhau. Ở những người khác, họ có thể xác định tầm nhìn cho toàn bộ chương trình làm việc, phối hợp với nhiều nhóm trên toàn thế giới, hoặc thậm chí có thể là toàn bộ tổ chức. Ở bất kỳ cấp độ nào họ hoạt động, vai trò này rất khó để xác định rõ ràng, và mặc dù nó thường là một bước tiến nghề nghiệp rõ ràng cho developer trong các tổ chức doanh nghiệp, nó cũng là một vai trò nhận được nhiều chỉ trích hơn hầu hết vai trò bất kỳ nào khác. Hơn bất kỳ vai trò nào khác, họ có thể có tác động trực tiếp đến chất lượng của các hệ thống được xây dựng, đến điều kiện làm việc của đồng nghiệp và khả năng của tổ chức của họ để đáp ứng với sự thay đổi, nhưng dường như chúng ta thường làm sai vài trò của công việc này. Tại sao vậy?
Ngành công nghiệp (phần mềm) của chúng ta là một ngành trẻ. Đây là điều mà chúng ta dường như đã quên, nhưng chúng ta chỉ tạo ra các chương trình chạy trên thứ mà chúng ta gọi là máy tính trong khoảng 70 năm trở lại đây. Vì vậy, chúng ta không ngừng tìm kiếm một thứ tương tự ở các ngành nghề khác để cố gắng giải thích những gì chúng ta đang làm. Chúng ta không phải là bác sĩ hay kỹ sư y tế, nhưng cũng không phải là thợ sửa ống nước hay thợ điện. Thay vào đó, chúng ta thường nằm ở lưng chừng, điều này khiến xã hội khó hiểu chúng ta, hoặc chúng ta không hiểu chúng ta đang ở đâu.
Vì vậy, chúng ta vay mượn từ các ngành nghề khác. Chúng tôi tự gọi mình là “kỹ sư” phần mềm, hoặc"Kiến trúc sư." Nhưng chúng ta không phải kiến trúc sư, nhỉ? Kiến trúc sư và kỹ sư (ở ngành khác) có một sự nghiêm khắc và tinh tế mà chúng ta chỉ có thể mơ ước, và tầm quan trọng của họ trong xã hội được hiểu rõ. Tôi nhớ đã nói chuyện với một người bạn của tôi, một ngày trước khi anh ta trở thành một kiến trúc sư có trình độ. “Ngày mai,” anh ấy nói, "nếu tôi cho bạn lời khuyên ở quán rượu về cách xây dựng một thứ gì đó và điều đó là sai, tôi sẽ phải chịu trách nhiệm. Tôi có thể bị kiện, vì theo pháp luật, tôi bây giờ là một kiến trúc sư có năng lực và tôi phải chịu trách nhiệm nếu tôi làm sai. " Tầm quan trọng của những công việc này đối với xã hội có nghĩa là cần phải có những bằng cấp cần thiết để đáp ứng. Ví dụ, ở Anh, bạn phải học tối thiểu bảy năm trước khi được gọi là kiến trúc sư. Nhưng những công việc này cũng dựa trên một lượng kiến thức có từ hàng nghìn năm trước. Và chúng ta? Không hẳn. Đó cũng là lý do tại sao tôi xem hầu hết các hình thức chứng chỉ CNTT là vô giá trị, vì chúng hầu như không thể khẳng định chúng ta tốt như thế nào.
Một phần trong chúng ta có nhu cầu được công nhận, vì vậy chúng tôi mượn tên từ những ngành nghề khác đã có được sự công nhận mà chúng tôi là một ngành khao khát. Nhưng điều này có thể gây hại gấp đôi. Đầu tiên, nó ngụ ý rằng chúng ta biết mình đang làm gì, khi nào thì rõ ràng là không. Tôi sẽ không nói rằng các công trình xây dựng và cầu nối không bao giờ sụp đổ, nhưng tỉ lệ ít hơn nhiều so với số lần các chương trình của chúng ta sẽ gặp sự cố, khiến cho việc so sánh với các kỹ sư là khập khiễng. Thứ hai, các phép loại suy bị chia nhỏ rất nhanh khi chỉ nhìn lướt qua. Để xoay chuyển tình thế, nếu việc xây dựng cây cầu giống như một chương trình, chúng tôi sẽ phát hiện ra rằng bờ biển xa bây giờ đã xa hơn 50 mét, rằng nó thực sự là bùn chứ không phải đá granit, và thay vì xây dựng một cây cầu mà đáng lẽ chúng tôi sẽ xây dựng – thay vào đó là một cây cầu đường bộ. Phần mềm của chúng ta không bị ràng buộc bởi các quy tắc vật lý giống như các kiến trúc sư hoặc kỹ sư thực sự phải đáp ứng và những gì chúng tôi tạo ra được thiết kế để linh hoạt, thích ứng và phát triển theo yêu cầu của người dùng.
Có lẽ thuật ngữ kiến trúc sư(Solution Architect hay Software Architect) đã gây hại nhiều nhất. Ý tưởng về một người lập kế hoạch chi tiết cho người khác giải thích và mong muốn điều này được thực hiện. Một sự cân bằng giữa một nghệ sỹ và một kỹ sư, giám sát việc tạo của những thứ tông thường với một tầm nhìn duy nhất, với tất cả các quan điểm khác là không phù hợp, ngoại trừ sự phản đối không thường xuyên từ kỹ sưvề các quy luật vật lý. Trong ngành của chúng ta, quan điểm này của kiến trúc sư của hệ thống dẫn đến một số thực hành khủng khiếp. Sơ đồ này đến sơ đồ khác, trang này qua trang khác của tài liệu, được tạo ra với mục đích cung cấp thông tin về việc xây dựng một hệ thống hoàn hảo, mà không tính đến tương lai về cơ bản không thể biết trước được. Hoàn toàn không có bất kỳ hiểu biết nào về mức độ khó thực hiện, hoặc chỉ là nó có thực sự hoạt động hay không, hãy để một mình có khả năng thay đổi khi chúng ta có hiểu biết nhiều hơn.
Khi chúng ta so sánh mình với các kỹ sư hoặc kiến trúc sư, chúng ta có nguy cơ khiến mọi người trở thành kẻ phá hoại. Thật không may, chúng tôi đang mắc kẹt với từ kiến trúc sư cho đến bây giờ. Vì vậy, điều tốt nhất chúng ta có thể làm là xác định lại ý nghĩa của nó trong ngữ cảnh của chúng ta.
Một tầm nhìn tiến hóa cho kiến trúc sư
Các yêu cầu của chúng tôi thay đổi nhanh hơn so với những người thiết kế và xây dựng các tòa nhà — các công cụ và kỹ thuật theo ý của chúng tôi cũng vậy. Những thứ chúng ta tạo ra không phải là những điểm cố định trong thời gian. Sau khi được đưa vào môi trường production, phần mềm của chúng tôi sẽ tiếp tục phát triển khi cách thức sử dụng thay đổi. Đối với hầu hết những thứ chúng tôi tạo ra, chúng tôi phải chấp nhận rằng một khi phần mềm đến tay khách hàng, chúng tôi sẽ phải phản ứng và thích nghi, thay vì nó là một sản phẩm không bao giờ thay đổi. Do đó, các kiến trúc sư của chúng tôi cần phải thay đổi suy nghĩ của họ thay vì việc tạo ra sản phẩm cuối cùng hoàn hảo, mà tập trung vào việc giúp tạo ra một framework trong đó các hệ thống phù hợp có thể xuất hiện và tiếp tục phát triển khi chúng tôi có hiểu biết nhiều hơn.
Mặc dù cho đến nay, tôi đã dành phần lớn thời lượng của chương để cảnh báo bạn không nên so sánh bản thân của chúng ta quá nhiều với các ngành nghề khác, nhưng có một điểm tương đồng mà tôi thích khi nói đến vai trò của kiến trúc sư của hệ thống CNTT và tôi nghĩ tốt hơn nên gói gọn những gì chúng ta muốn. vai trò hiện hữu. Erik Doernenburg lần đầu tiên chia sẻ với tôi ý tưởng rằng chúng ta nên nghĩ về vai trò của mình với tư cách là nhà quy hoạch thành phố hơn là kiến trúc sư cho môi trường xây dựng. Vai trò của người lập kế hoạch thị trấn hẳn đã quen thuộc với bất kỳ bạn nào đã chơi SimCity trước đây. Vai trò của người lập quy hoạch thành phố là xem xét vô số nguồn thông tin và sau đó cố gắng tối ưu hóa bố cục của thành phố để phù hợp nhất với nhu cầu của người dân hiện nay, có tính đến việc sử dụng trong tương lai. Tuy nhiên, cách anh ấy ảnh hưởng đến cách thành phố phát triển là rất thú vị. Anh ta không nói, “xây dựng tòa nhà cụ thể này ở đó”; thay vào đó, anh ta tạo ra các vùng trong**thành phố. Vì vậy, như ở SimCity, bạn có thể chỉ định một phần thành phố của mình là khu công nghiệp và một phần khác là khu dân cư. Sau đó, những người khác sẽ quyết định những tòa nhà chính xác được tạo ra, nhưng có những hạn chế: nếu bạn muốn xây dựng một nhà máy, nó sẽ cần phải ở trong một khu công nghiệp. Thay vì lo lắng quá nhiều về những gì xảy ra trong một khu vực, thay vào đó, người lập kế hoạch thành phố sẽ dành nhiều thời gian hơn để tìm hiểu cách thức di chuyển của mọi người và các tiện ích từ khu vực này sang khu vực khác.
Nhiều người đã ví một thành phố như một sinh vật sống. Thành phố thay đổi theo thời gian. Nó thay đổi và phát triển khi những cư dân sử dụng nó theo những cách khác nhau, hoặc khi các lực lượng bên ngoài định hình nó. Người quy hoạch thành phố cố gắng hết sức để dự đoán những thay đổi này, nhưng chấp nhận rằng việc cố gắng kiểm soát trực tiếp tất cả các khía cạnh của những gì xảy ra là vô nghĩa.
Việc so sánh với phần mềm nên rõ ràng. Khi người dùng sử dụng phần mềm của chúng tôi, chúng tôi cần phản ứng và thay đổi. Chúng ta không thể lường trước mọi điều sẽ xảy ra, và vì vậy thay vì lập kế hoạch cho bất kỳ trường hợp nào, chúng ta nên lên kế hoạch cho phép thay đổi bằng cách tránh việc tạo ra một điều cuối cùng không bao giờ thay đổi. Thành phố của chúng ta — hệ thống — cần phải là một nơi tốt đẹp, hạnh phúc cho tất cả những ai sử dụng nó. Một điều mà mọi người thường quên là hệ thống của chúng tôi không chỉ đáp ứng người dùng; nó cũng tạo điều kiện cho các developer và nhà kinh doanh, những người cũng phải làm việc ở đó và những người có công việc đảm bảo rằng nó có thể thay đổi theo yêu cầu. Để mượn một thuật ngữ từ Frank Buschmann, các kiến trúc sư của hệ thống có nhiệm vụ đảm bảo rằng hệ thống cũng có thể sử dụng được cho các developer.
Một nhà quy hoạch, cũng giống như một kiến trúc sư, cũng cần biết khi nào kế hoạch của mình không được sử dụng hoặc tuân thủ. Vì anh ta có ít chỉ thị hơn, nên số lần anh ta cần tham gia để chỉ ra sự đúng sai là ít nhất, nhưng nếu ai đó quyết định xây dựng một nhà máy xử lý nước thải trong khu dân cư, anh ta cần phải có khả năng đóng cửa nó.
Vì vậy, các kiến trúc sư của hệ thống của chúng tôi với tư cách là những nhà quy hoạch thị trấn cần phải định hướng theo hướng tổng quan và chỉ tham gia vào việc cụ thể hóa chi tiết thực hiện trong một số trường hợp cụ thể. Họ cần đảm bảo rằng hệ thống phù hợp với mục đích ngay bây giờ, nhưng cũng là một nền tảng cho tương lai. Và họ cần đảm bảo rằng đó là một hệ thống khiến người dùng và developer hài lòng như nhau. Điều này nghe có vẻ như một yêu cầu khá cao. Vậy, chúng ta bắt đầu từ đâu?
Phân vùng
Vì vậy, tiếp tục ẩn dụ về kiến trúc sư của hệ thống là người quy hoạch thành phố thêm một chút nữa, chúng ta có những khu vực nào? Đây là các ranh giới dịch vụ của chúng tôi hoặc có thể là danh sách các dịch vụ được nhóm lại một cách chi tiết. Là kiến trúc sư, chúng ta cần ít để ý về những gì xảy ra bên trong từng khu vực hơn là những gì xảy ra giữa các khu vực với nhau. Điều đó có nghĩa là chúng tôi cần dành thời gian suy nghĩ về cách các dịch vụ của chúng tôi nói chuyện với nhau hoặc đảm bảo rằng chúng tôi có thể duy trì tình trạng hoạt động tổng thể của hệ thống một cách chính xác. Mức độ tham gia của chúng tôi vào bên trong khu vực sẽ khác nhau
một phần nào đó. Nhiều tổ chức đã áp dụng microservices để tối đa hóa quyền tự chủ của các nhóm, điều mà chúng tôi sẽ mở rộng trong Chương 10. Nếu bạn ở trong một tổ chức như vậy, bạn sẽ dựa nhiều hơn vào nhóm đó để đưa ra quyết định phù hợp tại từng chỗ.
Nhưng giữa các khu vực, hoặc các ô trên bản đồ kiến trúc truyền thống của chúng tôi, chúng tôi cần phải cẩn thận; làm sai ở đây dẫn đến tất cả các loại vấn đề và có thể rất khó sửa chữa.
Trong mỗi dịch vụ, bạn có thể đồng ý với nhóm sở hữu khu vực đó chọn một kho lưu trữ dữ liệu hoặc công nghệ khác nhau. Tất nhiên, những mối quan tâm khác có thể xuất hiện ở đây. Xu hướng để các nhóm chọn công cụ phù hợp cho công việc của bạn có thể bị hạn chế bởi thực tế là việc thuê người hoặc di chuyển họ giữa các nhóm trở nên khó khăn hơn nếu bạn có 10 ngăn xếp công nghệ khác nhau để hỗ trợ. Tương tự, nếu mỗi đội chọn một kho dữ liệu hoàn toàn khác nhau, bạn có thể thấy mình thiếu đủ kinh nghiệm để chạy bất kỳ kho dữ liệu nào trong số họ trên quy mô lớn. Netflix, ví dụ, hầu hết đã chuẩn hóa và sử dụng Cassandra như một kho lưu trữ dữ liệu. Mặc dù nó có thể không hẳn đã là công nghệ phù hợp nhất cho tất cả các trường hợp, nhưng Netflix cảm thấy rằng giá trị thu được bằng cách xây dựng công cụ và kiến thức chuyên môn xung quanh Cassandra quan trọng hơn việc phải hỗ trợ và vận hành trên quy mô nhiều nền tảng khác có thể phù hợp hơn cho từng các nhiệm vụ nhất định. Netflix là một ví dụ điển hình, trong đó quy mô có thể là yếu tố mang tính quyết định mạnh nhất, bạn có thể thấy ý tưởng đó khá rõ ràng.
Tuy nhiên, phần giữa các dịch vụ với nhau mới là nơi mọi thứ có thể trở nên lộn xộn. Nếu một dịch vụ quyết định cung cấp REST thông qua HTTP, một dịch vụ khác sử dụng giao thức bộ đệm và một dịch vụ thứ ba sử dụng Java RMI, thì việc tích hợp chúng có thể trở thành một cơn ác mộng vì các dịch vụ sử dụng chúng phải chịu và hỗ trợ nhiều kiểu giao thức. Đây là lý do tại sao tôi cố gắng bám sát tôn chỉ rằng chúng ta nên “lo lắng về những gì xảy ra giữa các hộp và tự do trong những gì xảy ra bên trong.”
Kiến trúc mã nguồn
Nếu chúng tôi muốn đảm bảo rằng các hệ thống chúng tôi tạo ra có thể sử dụng được cho các developer của chúng tôi, thì các kiến trúc sư của chúng tôi cần phải hiểu tác động của các quyết định của họ. Ít nhất, điều này có nghĩa là dành thời gian cho nhóm và lý tưởng là nó có nghĩa là những developer này cũng thực sự dành thời gian viết mã nguồn cho nhóm. Đối với những bạn thực hành phát triển theo cặp**(pair-programing),** việc một kiến trúc sư tham gia nhóm trong một thời gian ngắn với tư cách là một thành viên của cặp sẽ trở thành một vấn đề đơn giản. Tốt nhất, bạn nên làm những câu chuyện bình thường, để thực sự hiểu công việc bình thường là như thế nào. Tôi không thể nhấn mạnh tầm quan trọng của kiến trúc sư khi làm việc cùng nhóm! Điều này hiệu quả hơn đáng kể so với việc gọi điện hoặc chỉ nhìn vào mã nguồn của cô ấy.
Về mức độ thường xuyên mà bạn nên làm điều này, điều đó phụ thuộc rất nhiều vào quy mô của (các) nhóm mà bạn đang làm việc. Nhưng điều quan trọng là nó phải là một hoạt động thường xuyên. Ví dụ: nếu bạn đang làm việc với bốn nhóm, dành nửa ngày cho mỗi nhóm bốn tuần một lần đảm bảo bạn xây dựng nhận thức và cải thiện giao tiếp với các nhóm mà bạn đang làm việc.
Phương pháp tiếp cận có nguyên tắc
Các quy tắc dành cho sự vâng lời của những kẻ ngu ngốc và sự hướng dẫn của những nhà thông thái.
— Thường được cho là của Douglas Bader
Việc đưa ra quyết định trong thiết kế hệ thống, tất cả chỉ xoay quanh sự đánh đổi và microservice mang đến cho chúng ta rất nhiều đánh đổi! Khi chọn một kho dữ liệu, chúng ta có chọn một nền tảng mà chúng ta có ít kinh nghiệm, nhưng điều đó mang lại cho chúng ta khả năng mở rộng tốt hơn không? Chúng tôi có thể sử dụng hai stack công nghệ khác nhau trong hệ thống của mình không? Vậy nếu sử dụng ba thì sao? Một số quyết định có thể được thực hiện hoàn toàn ngay tại chỗ với thông tin có sẵn cho chúng tôi, và đây là những thứ dễ thực hiện nhất. Nhưng những quyết định có thể phải được thực hiện trên thông tin không đầy đủ thì sao?
Việc lập khung ở đây có thể hữu ích và một cách tuyệt vời để giúp lập khung cho việc ra quyết định của chúng ta là xác định một bộ các nguyên tắc và thực hành hướng dẫn nó, dựa trên các mục tiêu mà chúng ta đang cố gắng đạt được. Chúng ta hãy xem xét từng thứ một.
Mục tiêu chiến lược
Vai trò của kiến trúc sư đã đủ khó khăn, vì vậy, may mắn là chúng tôi thường không phải xác định các mục tiêu chiến lược! Các mục tiêu chiến lược phải nói lên được vị trí của công ty và cách công ty tự thấy là tốt nhất để làm cho khách hàng hài lòng. Đây sẽ là những mục tiêu cấp cao và có thể hoàn toàn không bao gồm công nghệ. Chúng có thể được xác định ở cấp độ công ty hoặc cấp độ phòng ban. Chúng có thể là những thứ như “Mở rộng sang Đông Nam Á để mở khóa các thị trường mới” hoặc “Hãy để khách hàng đạt được càng nhiều càng tốt bằng cách sử dụng các dịch vụ tự phục vụ.” Điều quan trọng là đây là nơi tổ chức của bạn đứng đầu, vì vậy bạn cần đảm bảo công nghệ phù hợp với nó.
Nếu bạn là người xác định tầm nhìn kỹ thuật của công ty, điều này có thể có nghĩa là bạn sẽ cần dành nhiều thời gian hơn cho các bộ phận phi kỹ thuật trong tổ chức của mình (hoặc bộ phận kinh doanh, như chúng thường được gọi). Tầm nhìn thúc đẩy cho doanh nghiệp là gì? Và nó thay đổi như thế nào?
Nguyên tắc
Nguyên tắc là những quy tắc bạn đã thực hiện để điều chỉnh những gì bạn đang làm với một số mục tiêu lớn hơn và đôi khi sẽ thay đổi. Ví dụ: nếu một trong những mục tiêu chiến lược của bạn với tư cách là một tổ chức là giảm thời gian triển khai các tính năng mới, bạn có thể xác định một nguyên tắc nói rằng nhóm delivery có toàn quyền kiểm soát vòng đời của phần mềm của họ để deliver bất cứ khi nào họ sẵn sàng, độc lập với bất kỳ đội nào khác. Nếu một mục tiêu khác là tổ chức của bạn là dịch chuyển mạnh mẽ sang việc triển khai dịch vụ của mình ở các quốc gia khác, bạn có thể quyết định thực hiện một nguyên tắc rằng toàn bộ hệ thống phải có tính di động để cho phép nó được deploy tại các quốc gia đó nhằm tôn trọng chủ quyền của dữ liệu.
Bạn hoàn toàn không muốn có vô số nguyên tắc. Ít hơn 10 là một con số tốt – đủ nhỏ để mọi người có thể nhớ chúng hoặc để phù hợp với các áp phích nhỏ. Bạn càng có nhiều nguyên tắc, thì khả năng chúng trùng lặp hoặc mâu thuẫn với nhau càng lớn.
12 Factors của Heroku là một tập hợp các nguyên tắc thiết kế có cấu trúc xoay quanh mục tiêu giúp bạn tạo ra các ứng dụng hoạt động tốt trên nền tảng Heroku. Chúng cũng có thể có ý nghĩa trong các ngữ cảnh khác. Một số nguyên tắc thực sự là những ràng buộc dựa trên các hành vi mà ứng dụng của bạn cần thể hiện để hoạt động trên Heroku. Ràng buộc thực sự là một thứ rất khó (hoặc hầu như không thể) thay đổi, trong khi các nguyên tắc là thứ chúng ta quyết định lựa chọn. Bạn có thể quyết định gọi rõ ràng những điều đó là nguyên tắc so với những điều là ràng buộc, để giúp chỉ ra những điều bạn thực sự không thể thay đổi. Cá nhân tôi nghĩ rằng có thể có một số giá trị trong việc giữ chúng trong cùng một danh sách để khuyến khích những ràng buộc đầy thử thách thỉnh thoảng và xem liệu chúng có thực sự bất di bất dịch hay không!
Thực hành
Thực hành của chúng tôi là cách chúng tôi đảm bảo các nguyên tắc của chúng tôi đang được thực hiện. Chúng là một tập hợp các hướng dẫn chi tiết, thiết thực để thực hiện các nhiệm vụ. Chúng thường sẽ là công nghệ cụ thể, và phải đủ đơn giản để bất kỳ developer nào cũng có thể hiểu được chúng. Các phương pháp thực hành có thể bao gồm hướng dẫn mã hóa, thực tế là tất cả dữ liệu log cần được quản lý tập trung hoặc HTTP / REST là kiểu tích hợp tiêu chuẩn. Do bản chất kỹ thuật của chúng, các thực hành thường sẽ thay đổi thường xuyên hơn các nguyên tắc.
Cũng như các nguyên tắc, đôi khi thực hành phản ánh những hạn chế trong tổ chức của bạn. Ví dụ: nếu bạn chỉ hỗ trợ CentOS, điều này sẽ cần được phản ánh trong thực hành của bạn.
Thực hành nên làm nền tảng cho các nguyên tắc của chúng tôi. Một nguyên tắc nêu rõ rằng các nhóm deliver vận hành toàn bộ vòng đời của hệ thống của họ có thể có nghĩa là bạn có một thông lệ cho rằng tất cả các dịch vụ được deploy vào các tài khoản AWS riêng biệt, cung cấp khả năng tự quản lý tài nguyên và cách ly khỏi các nhóm khác.
Kết hợp các nguyên tắc và thực hành
Nguyên tắc của một người là thực hành của người khác. Ví dụ, bạn có thể quyết định gọi việc sử dụng HTTP/REST là một nguyên tắc hơn là một thực hành. Và điều đó sẽ ổn thôi. Điểm mấu chốt là giá trị khi có những ý tưởng bao quát hướng dẫn cách hệ thống phát triển và đủ chi tiết để mọi người biết cách thực hiện những ý tưởng đó. Đối với một nhóm đủ nhỏ, có lẽ là một nhóm duy nhất, việc kết hợp các nguyên tắc và thực hành có thể ổn. Tuy nhiên, đối với các tổ chức lớn hơn, nơi công nghệ và phương thức làm việc có thể khác nhau, bạn có thể muốn có một bộ thực hành khác ở những nơi chỗ khác nhau, miễn là cả hai đều hướng tới một bộ nguyên tắc chung. Ví dụ, một nhóm .NET có thể có một bộthực hành và một nhóm Java khác, với một bộ thực hành chung cho cả hai. Tuy nhiên, các nguyên tắc có thể giống nhau cho cả hai.
Một ví dụ trong thế giới thực
Đồng nghiệp của tôi, Evan Bottcher, đã phát triển sơ đồ thể hiện trong Hình 2-1 trong quá trình làm việc với một trong những khách hàng của chúng tôi. Hình này cho thấy sự tác động lẫn nhau của các mục tiêu, nguyên tắc và thực hành theo một định dạng rất rõ ràng. Trong vòng một vài năm, các hoạt động ở ngoài cùng bên phải sẽ thay đổi khá thường xuyên, trong khi các nguyên tắc vẫn khá tĩnh. Một sơ đồ như thế này có thể được in một cách độc đáo trên một tờ giấy và được chia sẻ, và mỗi ý tưởng đủ đơn giản để các developer trung bình có thể ghi nhớ. Tất nhiên, có nhiều chi tiết hơn đằng sau mỗi điểm ở đây, nhưng có thể trình bày rõ điều này ở dạng tổng hợp là rất hữu ích.
Hình 2-1. Một ví dụ thực tế về các nguyên tắc và thực hành
Có lý do để có tài liệu hỗ trợ một số mục này. Tuy nhiên, về cơ bản, tôi thích ý tưởng có một bộ mã nguồn mẫu mà bạn có thể xem, kiểm tra và chạy, là hiện thân của những ý tưởng này. Thậm chí tốt hơn, chúng ta có thể tạo ra công cụ làm đúng việc. Chúng ta sẽ thảo luận sâu hơn về vấn đề đó trong giây lát.
Tiêu chuẩn bắt buộc
Khi bạn đang nghiên cứu các phương pháp của mình và suy nghĩ về những đánh đổi mà bạn cần thực hiện, một trong những điểm cân bằng cốt lõi cần tìm là mức độ biến thiên cho phép trong hệ thống của bạn. Một trong những cách quan trọng để xác định những gì nên không đổi từ dịch vụ này sang dịch vụ khác là xác định một dịch vụ tốt, hoạt động tốt trông như thế nào. Dịch vụ “tốt” trong hệ thống của bạn là gì? Nó cần có những khả năng nào để đảm bảo rằng hệ thống của bạn có thể quản lý được và một dịch vụ không tốt sẽ không làm hỏng toàn bộ hệ thống? Và, cũng như với mọi người, những gì một công dân tốt trong một bối cảnh không phản ánh những gì nó trông như thế nào ở một nơi khác. Tuy nhiên, có một số đặc điểm chung của các dịch vụ hoạt động tốt mà tôi nghĩ là khá quan trọng để quan sát. Đây là một số lĩnh vực chính mà việc mọi thứ có quá nhiều khác biệt có thể dẫn đến một thời kì cực kì khó khăn. Như Ben Christensen từ Netflix đã nói, khi chúng ta nghĩ về bức tranh lớn hơn, “nó cần phải là một hệ thống gắn kết được tạo thành từ nhiều bộ phận nhỏ có vòng đời tự trị nhưng tất cả lại kết hợp với nhau”. Vì vậy, chúng tôi cần tìm sự cân bằng giữa việc tối ưu hóa choquyền tự chủ của từng microservice mà không làm hỏngbức tranh toàn cảnh. Xác định các thuộc tính rõ ràng mà mỗi dịch vụ phải có là một cách để xác định rõ ràng sự cân bằng đó nằm ở đâu.
Giám sát
Điều cốt lõiở đây là chúng tôi có thể vẽ ra các quan điểm nhất quán, tầm nhìn xuyên suốt các service về tình trạng sức khoẻ của hệ thống. Đây phải là cái nhìn toàn hệ thống, không phải là từng dịch vụ đơn lẻ. Như chúng ta sẽ thảo luận trong Chương 8, việc biết tình trạng của từng dịch vụ là hữu ích, nhưng thường chỉ khi bạn đang cố gắng chẩn đoán một vấn đề rộng hơn hoặc hiểu một xu hướng lớn hơn. Để làm cho điều này dễ dàng nhất có thể, tôi khuyên bạn nên đảm bảo rằng tất cả các dịch vụ cần đưa ra các chỉ số liên quan đến sức khỏe và giám sát chung theo cùng một cách.
Bạn có thể chọn áp dụng cơ chế đẩy (push), trong đó mỗi dịch vụ cần đẩy dữ liệu này vào một trung tâm xử lý. Đối với các chỉ số, đây có thể là Graphite, và đối với sức khoẻ của hệ thống, nó có thể là Nagios. Hoặc bạn có thể quyết định sử dụng hệ thống polling để lấy dữ liệu từ chính các nút. Nhưng bất cứ điều gì bạn chọn, hãy cố gắng giữ cho nó được chuẩn hóa. Làm cho công nghệ bên trong hộp trở nên mờ đục và không yêu cầu hệ thống giám sát của bạn phải thay đổi để hỗ trợ nó. Có một yêu cầu ở đây: log cần đặt tập trung ở một chỗ
Giao diện – Giao thức
Chọn một số lượng nhỏ các công nghệ giao diện đã xác định sẽ giúp tích hợp những người dùng mới. Một là một con số tốt khi nói về số lượng tiêu chuẩn. Hai cũng không quá tệ. Có 20 kiểu tích hợp khác nhau thì không tốt. Đây không chỉ là việc chọn công nghệ và giao thức. Ví dụ: nếu bạn chọn HTTP/REST, bạn sẽ sử dụng động từ hay danh từ? Bạn sẽ xử lý việc phân trang tài nguyên như thế nào? Bạn sẽ xử lý việc lập phiên bản của các điểm cuối như thế nào?
An toàn về mặt kiến trúc
Chúng tôi không thể để một dịch vụ có hành vi xấu làm hỏng bữa tiệc của tất cả mọi người. Chúng tôi phải đảm bảo rằng các dịch vụ của chúng tôi bảo vệ bản thân chúng khỏi nhưng vấn đề như downtime hay không thể gọi đến dịch vụ. Chúng ta càng có nhiều dịch vụ mà không xử lý đúng về khả năng thất bại của các dịch vụ khác khi gọi đến, thì hệ thống của chúng ta sẽ càng trở nên mong manh hơn. Điều này có nghĩa là bạn có thể sẽ muốn bắt buộc tối thiểu mỗi dịch vụ mà gọi đến dịch vụ khác phải có connection pool riêng và bạn thậm chí có thể đi xa hơn khi nói rằng mỗi dịch vụ cũng sử dụng một bộ ngắt mạch (circuit breaker). Điều này sẽ được đề cập sâu hơn khi chúng ta thảo luận về microservices ở quy mô lớn trong Chương 11.
Chơi theo luật cũng quan trọng khi nói đến mã phản hồi (response code). Nếu bộ ngắt mạch của bạn dựa vào mã HTTP và một dịch vụ quyết định gửi lại mã 2XX do lỗi hoặc nhầm lẫn mã 4XX với mã 5XX, thì các biện pháp an toàn này có thể bị ảnh hưởng. Các mối quan tâm tương tự sẽ áp dụng ngay cả khi bạn không sử dụng HTTP; hiểu sự khác biệt giữa một yêu cầu OK và được xử lý chính xác, một yêu cầu không tốt và ngăn dịch vụ làm bất cứ điều gì với nó và một yêu cầu có thể OK nhưng chúng tôi không thể biết được vì máy chủ không hoạt động là chìa khóa để đảm bảo chúng tôi có thể thất bại nhanh chóng và theo dõi các vấn đề. Nếu các dịch vụ của chúng tôi hoạt động nhanh và lỏng lẻo với các quy tắc này, chúng tôi sẽ dẫn đến một hệ thống dễ bị tấn công hơn.
Quản trị thông qua quy tắc
Cùng nhau và thống nhất về cách mọi thứ có thể được thực hiện là một ý kiến hay. Nhưng dành thời gian để đảm bảo rằng mọi người đang tuân theo các nguyên tắc này sẽ kém thú vị hơn, vì đang đặt gánh nặng lên các developer trong việc deploy tất cả những điều tiêu chuẩn này mà bạn mong đợi mỗi dịch vụ thực hiện. Tôi rất tin tưởng vào việc giúp bạn dễ dàng làm điều đúng đắn. Hai kỹ thuật mà tôi thấy hoạt động tốt ở đây là sử dụng các mẫu và cung cấp các khuôn mẫu dịch vụ.
Người làm mẫu
Viết tài liệu là tốt và hữu ích. Tôi thấy rõ giá trị, nên sau tất cả tôi đã viết cuốn sách này. Nhưng các developer cũng thích viết mã nguồn, và mã nguồn là thứ mà họ có thể chạy và khám phá. Nếu bạn có một bộ tiêu chuẩn hoặc phương pháp hay nhất mà bạn muốn khuyến khích, thì việc có những ví dụ mẫu mà bạn có thể chỉ cho mọi người sẽ hữu ích. Ý tưởng là mọi người không thể sai lầm chỉ bằng cách bắt chước một số bộ phận tốt hơn trong hệ thống của bạn.
Lý tưởng nhất, đây phải là những dịch vụ trong thế giới thực mà bạn có để làm mọi thứ ổn thỏa, chứ không phải là những dịch vụ biệt lập chỉ được deploy để trở thành những ví dụ hoàn hảo. Bằng cách đảm bảo rằng những ví dụ mẫu của bạn thực sự đang được sử dụng, bạn đảm bảo rằng tất cả các nguyên tắc bạn thực hiện thực sự có ý nghĩa.
Một dịch vụ mẫu phù hợp
Sẽ thật tuyệt nếu bạn có thể giúp tất cả các developer thực sự dễ dàng tuân theo hầu hết các nguyên tắc mà bạn có với rất ít công việc phải không? Điều gì sẽ xảy ra nếu, ngay từ đầu, các developer đã có hầu hết các mã nguồn để deploy các thuộc tính cốt lõi mà mỗi dịch vụ cần?
Dropwizard và Karyon là hai micro container mã nguồn mở, dựa trên JVM. Chúng hoạt động theo những cách tương tự, tập hợp một bộ các thư viện lại với nhau để cung cấp các tính năng như kiểm tra tình trạng, phục vụ HTTP hoặc hiển thị số liệu. Vì vậy, ngay từ đầu, bạn đã có một dịch vụ hoàn chỉnh với một servlet container có thể được nhúng và khởi chạy từ dòng lệnh. Đây là một cách tuyệt vời để bắt đầu, nhưng tại sao lại dừng lại ở đó? Trong khi bạn đang sử dụng nó, tại sao không lấy một cái gì đó như Dropwizard hoặc Karyon và thêm nhiều tính năng hơn để nó trở nên phù hợp với ngữ cảnh của bạn?
Ví dụ, bạn có thể muốn bắt buộc sử dụng bộ ngắt mạch. Trong trường hợp đó, bạn có thể tích hợp một thư viện như Hystrix. Hoặc bạn có thể có một thực tế rằng tất cả các chỉ số của bạn cần phải được gửi đến một máy chủ Graphite trung tâm, vì vậy có thể kéo thư viện mã nguồn mở như Dropwizard’s Metrics và định cấu hình nó để thời gian phản hồi và tỷ lệ lỗi được đẩy tự động đến một vị trí đã biết.
Bằng cách điều chỉnh một khuôn mẫu dịch vụ như vậy cho tập hợp các phương pháp phát triển của riêng bạn, bạn đảm bảo rằng các nhóm có thể tiến hành nhanh hơn và các developer cũng phải cố gắng làm cho dịch vụ của họ hoạt động dù trong điều kiện không tốt.
Tất nhiên, nếu bạn chấp nhận nhiều stack công nghệ khác nhau, bạn sẽ cần một khuôn mẫu dịch vụ phù hợp cho từng loại. Tuy nhiên, đây có thể là một cách bạn hạn chế một cách tinh vi các lựa chọn ngôn ngữ trong nhóm của mình. Nếu mẫu dịch vụ nội bộ chỉ hỗ trợ Java, thì mọi người có thể không khuyến khích chọn các stack thay thế nếu họ phải tự làm nhiều việc hơn. Netflix, chẳng hạn, đặc biệt quan tâm đến các khía cạnh như khả năng chịu lỗi, để đảm bảo rằng sự cố ngừng hoạt động của một bộ phận trong hệ thống của họ không thể khiến mọi thứ không hoạt động theo. Để xử lý điều này, một lượng lớn công việc đã được thực hiện để đảm bảo rằng có các thư viện trên JVM để cung cấp cho các nhóm các công cụ họ cần để giữ cho các dịch vụ của họ hoạt động tốt. Bất kỳ ai giới thiệu một stack công nghệ mới có nghĩa là phải tái tạo tất cả nỗ lực này. Mối quan tâm chính đối với Netflix không phải là về nỗ lực trùng lặp mà thiên về thực tế là rất dễ mắc phải sai lầm này. Rủi ro mà dịch vụ không thể chịu lỗi khi có nhưng phần được làm mới khi deploy là cao nếu nó có thể ảnh hưởng nhiều hơn đến hệ thống. Netflix giảm thiểu điều này bằng cách sử dụng các dịch vụ sidecar, giao tiếp cục bộ với một JVM đang sử dụng các thư viện thích hợp.
Bạn phải cẩn thận rằng việc tạo khuôn mẫu dịch vụ không trở thành công việc của một nhóm công cụ hoặc một nhóm kiến trúc sư tập trung, những người chỉ định cách mọi thứ nên được thực hiện, mặc dù thông qua mã nguồn. Việc xác định các phương pháp bạn sử dụng phải là một hoạt động tập thể, vì vậy, lý tưởng nhất là (các) nhóm của bạn nên chịu trách nhiệm chung về việc cập nhật khuôn mẫu này (phương pháp tiếp cận nguồn mở nội bộ hoạt động tốt ở đây).
Tôi cũng đã thấy tinh thần và năng suất của nhiều nhóm bị suy giảm nghiêm trọng khi có một framework bị áp đặt sử dụng. Trong nỗ lực cải thiện khả năng tái sử dụng mã nguồn, ngày càng nhiều công việc được đặt vào một framework tập trung cho đến khi nó trở thành một con quái vật khổng lồ. Nếu bạn quyết định sử dụng một khuôn mẫu dịch vụ phù hợp, hãy suy nghĩ thật kỹ về công việc của nó. Lý tưởng nhất, việc sử dụng nó nên hoàn toàn là tùy chọn, nhưng nếu bạn muốn áp dụng nó một cách mạnh mẽ hơn, bạn cần hiểu rằng tính dễ sử dụng cho các developer sẽ là động lực chính.
Cũng cần lưu ý về những nguy cơ khi mã nguồn được chia sẻ lại. Với mong muốn tạo ra mã có thể sử dụng lại, chúng ta có thể đã tạo ra nguồn gốc của sự bó buộc (coupling) giữa các dịch vụ. Ít nhất một tổ chức mà tôi đã nói chuyện với họ, họ lo lắng về điều này đến nỗi nó thực sự đã sao chép mã nguồn khuôn mẫu dịch vụ của mình theo cách thủ công vào mỗi dịch vụ. Điều này có nghĩa là việc nâng cấp lên khuôn mẫu dịch vụ cốt lõi sẽ mất nhiều thời gian hơn để được áp dụng trên toàn hệ thống, nhưng điều này ít liên quan đến nó hơn là nguy cơ của sự bó buộc. Các nhóm khác mà tôi đã nói chuyện chỉ đơn giản coi mẫu dịch vụ là một dependency kiểu nhị phân (đã được compile) được chia sẻ, mặc dù họ phải rất chăm chỉ trong việc không để bị DRY (don’t repeat yourself – đừng lặp lại chính mình) dẫn đến một hệ thống kết hợp quá chặt chẽ với nhau! Đây là một chủ đề mang nhiều sắc thái, vì vậy chúng ta sẽ khám phá chi tiết hơn trong Chương 4.
[note1]: Đây là một nguyên tắc trong việc phát triển phần mềm, nói đến việc không để mã nguồn bị lặp lại. Trong cuốn The Pragmatic Programer thì Dry được định nghĩa như sau: “Every piece of knowledge must have a single, unambiguous, authoritative representation within a system.”
Nợ kỹ thuật – Technical Debt
Chúng ta thường bị đặt vào những tình huống mà chúng ta không thể theo kịp về tầm nhìn kỹ thuật của chúng ta. Thông thường, chúng ta cần phải lựa chọn cắt một vài góc để có được một số tính năng cấp thiết. Đây chỉ là một sự đánh đổi nữa mà chúng ta sẽ thấy mình phải thực hiện. Tầm nhìn kỹ thuật của chúng ta tồn tại là có lý do. Nếu chúng ta đi chệch khỏi lý do này, nó có thể mang lại lợi ích ngắn hạn nhưng phải trả giá dài hạn. Một khái niệm giúp chúng ta hiểu sự đánh đổi này là nợ kỹ thuật (technical debt). Khi chúng ta tích lũy món nợ này, cũng giống như nợ trong thế giới thực, nó có chi phí liên tục và là thứ chúng ta muốn trả bớt.
Đôi khi nợ kỹ thuật không chỉ là thứ mà chúng ta gây ra bằng cách đi tắt. Điều gì xảy ra nếu tầm nhìn của chúng ta đối với hệ thống thay đổi, nhưng không phải tất cả hệ thống của chúng ta đều phù hợp? Trong tình huống này, chúng tôi đã tạo ra các nguồn nợ kỹ thuật mới.
Công việc của kiến trúc sư hệ thống là nhìn vào bức tranh toàn cảnh hơn và hiểu được sự cân bằng này. Có một số quan điểm về mức độ nợ và những chỗ ảnh hưởng, là điều quan trọng. Tùy thuộc vào tổ chức của bạn, bạn có thể cung cấp một hướng dẫn theo kiểu nhẹ nhàng, và để các nhóm tự quyết định cách theo dõi và thanh toán khoản nợ. Đối với các tổ chức khác, bạn có thể cần phải làm việc có nguyên tắc và cấu trúc hơn, có thể là duy trì việc log những khoản nợ và xem xét thường xuyên.
Xử lý ngoại lệ
Vì vậy, các nguyên tắc và thực tiễn của chúng ta hướng dẫn cách xây dựng hệ thống của chúng ta. Nhưng điều gì xảy ra khi hệ thống của chúng ta đi chệch hướng này? Đôi khi chúng ta đưa ra quyết định chỉ là một ngoại lệ của quy tắc. Trong những trường hợp này, bạn nên ghi lại quyết định như vậy vào log ở đâu đó để tham khảo trong tương lai. Nếu tìm thấy đủ các trường hợp ngoại lệ, chúng ta cũng có thể thay đổi nguyên tắc hoặc thông lệ để phản ánh một cách hiểu mới về thế giới. Ví dụ, chúng tôi có thể có một thông lệ nói rằng chúng ta sẽ luôn sử dụng MySQL để lưu trữ dữ liệu. Nhưng sau đó chúng tôi thấy những lý do thuyết phục để sử dụng Cassandra để lưu trữ có khả năng mở rộng cao, tại thời điểm đó, chúng tôi thay đổi cách nói của mình để nói, “Sử dụng MySQL cho hầu hết các yêu cầu lưu trữ, trừ khi bạn mong đợi sự tăng trưởng lớn về khối lượng dữ liệu, trong trường hợp đó hãy sử dụng Cassandra.”
Tuy nhiên, tôi cần phải nhắc lại rằng mọi tổ chức đều khác nhau. Tôi đã làm việc với một số công ty nơi các nhóm phát triển có mức độ tin cậy và quyền tự chủ cao và ở đó các nguyên tắc rất gọn nhẹ (và nhu cầu xử lý ngoại lệ công khai sẽ giảm đáng kể nếu không bị loại bỏ). Trong các khu tổ chức có cấu trúc hơn, trong đó các developer có ít tự do hơn, việc theo dõi các ngoại lệ có thể rất quan trọng để đảm bảo rằng các quy tắc được đưa ra phản ánh đúng những thách thức mà mọi người đang phải đối mặt. Với tất cả những gì đã nói, tôi là một fan hâm mộ của microservices như một cách tối ưu hóa quyền tự chủ của các nhóm, mang lại cho họ nhiều quyền tự do nhất có thể để giải quyết vấn đề trong tầm tay. Nếu bạn đang làm việc trong một tổ chức đặt ra nhiều hạn chế về cách các developer có thể thực hiện công việc của họ, thì microservices có thể không dành cho bạn.
Quản trị và Lãnh đạo từ Trung tâm
Một phần của những gì kiến trúc sư hệ thống cần xử lý là quản trị. Quản trị mà tôi muốn đề cập đến là gì? Hóa ra Kiểm soát mục tiêu đối với Công nghệ Thông tin và những thứ Liên quan (Control Objectives for Information and Related Technology – COBIT) có một định nghĩa khá hay:
Quản trị đảm bảo rằng các mục tiêu của doanh nghiệp đạt được bằng cách đánh giá các nhu cầu, điều kiện và lựa chọn của các bên liên quan; thiết lập phương hướng thông qua ưu tiên và ra quyết định; và giám sát việc thực hiện, tuân thủ và tiến độ so với chỉ đạo và mục tiêu đã thống nhất.
— COBIT 5
[note2]: đây một framework được đề xuất bởi ISACA (Hiệp hội Kiểm tra và Kiểm soát Hệ thống Thông tin), nhằm giúp các tổ chức đang tìm cách phát triển, triển khai, giám sát và cải thiện quản trị CNTT và quản lý thông tin.
Quản trị có thể áp dụng cho nhiều thứ trong diễn đàn CNTT. Chúng tôi muốn tập trung vào khía cạnh quản trị kỹ thuật, điều mà tôi cảm thấy là công việc của kiến trúc sư. Nếu một trong những công việc của kiến trúc sư là đảm bảo tầm nhìn kỹ thuật, thì quản trị là đảm bảo những gì chúng tôi đang xây dựng phù hợp với tầm nhìn này và phát triển tầm nhìn nếu cần.
Kiến trúc sư chịu trách nhiệm về rất nhiều thứ. Họ cần đảm bảo có một bộ nguyên tắc có thể hướng dẫn sự phát triển và những nguyên tắc này phù hợp với chiến lược của tổ chức. Họ cũng cần đảm bảo rằng những nguyên tắc này không yêu cầu các phương pháp làm việc khiến các developer phải khổ sở vì nó. Họ cần cập nhật công nghệ mới và biết khi nào cần đánh đổi đúng. Đây là một trách nhiệm lớn khủng khiếp. Tất cả những điều đó, và họ cũng cần kéo mọi người theo — nghĩa là, để đảm bảo rằng các đồng nghiệp mà họ đang làm việc hiểu được các quyết định đang được đưa ra và được đưa vào thực tế để thực hiện chúng. Ồ, và như chúng tôi đã đề cập: họ cần dành một chút thời gian với các nhóm để hiểu tác động của các quyết định của họ và thậm chí có thể viết mã nguồn nữa.
Đó là một yêu cầu cao? Chắc chắn rồi. Nhưng tôi chắc chắn với quan điểm rằng họ không nên làm điều này một mình. Một nhóm quản trị hoạt động tốt có thể làm việc cùng nhau để chia sẻ công việc và định hình tầm nhìn.
Thông thường, quản trị là hoạt động của nhóm. Đó có thể là một cuộc trò chuyện thân mật với một nhóm đủ nhỏ hoặc một cuộc họp thường xuyên có cấu trúc hơn với tư cách thành viên nhóm chính thức cho phạm vi lớn hơn. Đây là lúc tôi nghĩ các nguyên tắc mà chúng ta đã đề cập trước đó nên được thảo luận và thay đổi theo yêu cầu. Nhóm này cần được dẫn dắt bởi một tay công nghệ và chủ yếu bao gồm những người đang thực hiện công việc được quản lý. Nhóm này cũng phải chịu trách nhiệm theo dõi và quản lý các rủi ro kỹ thuật.
Một mô hình mà tôi rất thích là có kiến trúc sư chủ trì nhóm, nhưng có phần lớn nhóm được thu hút từ các tay công nghệ của mỗi nhóm deliver sản phẩm — tối thiểu là những nhóm trưởng. Kiến trúc sư chịu trách nhiệm đảm bảo nhóm hoạt động, nhưng toàn bộ nhóm chịu trách nhiệm quản trị. Điều này chia sẻ công việc của kiến trúc sư và đảm bảo rằng có mức độ tham gia cao hơn vào các quyết định từ các nhóm. Nó cũng đảm bảo rằng thông tin luân chuyển tự do từ các nhóm vào toàn bộ tập thể và kết quả là việc đưa ra quyết định trở nên hợp lý và đầy đủ thông tin hơn nhiều.
Đôi khi, nhóm có thể đưa ra quyết định mà kiến trúc sư không đồng ý. Lúc này, kiến trúc sư phải làm gì? Tôi đã gặp tình trạng này trước đây, và có thể nói với bạn đây là một trong những tình huống khó khăn nhất phải đối mặt. Thông thường, tôi thực hiện cách tiếp cận mà tôi nên đi với quyết định của nhóm. Tôi cho rằng tôi đã cố gắng hết sức để thuyết phục mọi người, nhưng cuối cùng thì tôi thấy không đủ thuyết phục. Nhóm thường khôn ngoan hơn nhiều so với từng cá nhân, và tôi đã nhiều lần bị chứng minh là sai! Và hãy tưởng tượng việc một nhóm được cho không gian để đưa ra quyết định, và cuối cùng bị bỏ qua. Nhưng đôi khi tôi đã bác bỏ ý kiến của cả nhóm. Nhưng tại sao, và khi nào? Làm thế nào để bạn chọn cách làm?
Hãy nghĩ đến việc dạy trẻ đi xe đạp. Bạn không thể đi hộ cho họ. Bạn thấy chúng chao đảo, nhưng nếu bạn tham gia vào mỗi lần như thể chúng có thể ngã ra, thì chúng sẽ không bao giờ học được và trong mọi trường hợp, chúng sẽ ngã ra ít hơn bạn nghĩ! Nhưng nếu bạn thấy họ chuẩn bị lao vào dòng xe cộ hoặc vào một cái ao gần đó, thì bạn phải can thiệp. Tương tự như vậy, là một kiến trúc sư, bạn cần phải nắm chắc khi nào, theo nghĩa bóng, nhóm của bạn đang lái vào một cái ao. Bạn cũng cần lưu ý rằng ngay cả khi bạn biết mình đúng và bác bỏ ý kiến của nhóm, điều này có thể làm suy yếu vị trí của bạn và cũng khiến nhóm cảm thấy rằng họ không hề có tiếng nói. Đôi khi điều đúng đắn là đi cùng với một quyết định mà bạn không đồng ý. Biết khi nào nên làm điều này và khi nào không nên làm điều này là khó khăn, nhưng đôi khi đó lại là một điều quan trọng.
Xây dựng đội ngũ
Trở thành người chính chịu trách nhiệm về tầm nhìn kỹ thuật của hệ thống của bạn và đảm bảo rằng bạn đang thực hiện tầm nhìn này không chỉ là việc đưa ra quyết định về công nghệ. Chính những người bạn làm việc cùng sẽ thực hiện công việc. Phần lớn vai trò của người lãnh đạo kỹ thuật là giúp phát triển họ — giúp họ tự hiểu tầm nhìn — và cũng đảm bảo rằng họ cũng có thể là những người tham gia tích cực trong việc định hình và thực hiện tầm nhìn.
Giúp những người xung quanh bạn phát triển sự nghiệp có thể có nhiều hình thức, hầu hết đều nằm ngoài phạm vi của cuốn sách này. Tuy nhiên, có một khía cạnh mà kiến trúc microservice đặc biệt có liên quan. Với các hệ thống lớn hơn, monolithic, có ít cơ hội hơn để mọi người nâng cấp và sở hữu thứ gì đó. Mặt khác, với các microservice, chúng tôi có nhiều mã nguồn cơ sở tự trị và sẽ có các vòng đời độc lập của riêng chúng. Giúp mọi người thăng tiến bằng cách để họ làm chủ các dịch vụ riêng lẻ trước khi nhận thêm trách nhiệm có thể là một cách tuyệt vời để giúp họ đạt được mục tiêu nghề nghiệp của riêng mình, đồng thời giảm bớt gánh nặng cho người phụ trách!
Tôi rất tin tưởng rằng phần mềm tuyệt vời đến từ những con người tuyệt vời. Nếu bạn chỉ lo lắng về khía cạnh công nghệ của phương trình, bạn đang thiếu một nửa bức tranh rồi đó.
Tóm tắt
Để tóm tắt chương này, đây là những gì tôi thấy là trách nhiệm cốt lõi của kiến trúc sư khi phát triển:
Tầm nhìn
Đảm bảo có một tầm nhìn kỹ thuật được truyền đạt rõ ràng cho hệ thống sẽ giúp hệ thống của bạn đáp ứng các yêu cầu của khách hàng và tổ chức của bạn
Đồng cảm
Hiểu tác động của các quyết định của bạn đối với khách hàng và đồng nghiệp của bạn
Sự hợp tác
Tương tác với càng nhiều đồng nghiệp và đồng nghiệp của bạn càng tốt để giúp xác định, tinh chỉnh và thực hiện tầm nhìn
Khả năng thích ứng
Đảm bảo rằng tầm nhìn kỹ thuật thay đổi khi khách hàng hoặc tổ chức của bạn yêu cầu
Quyền tự trị
Tìm sự cân bằng phù hợp giữa tiêu chuẩn hóa và tạo quyền tự chủ cho các nhóm của bạn
Quản trị
Đảm bảo rằng hệ thống đang được deploy phù hợp với tầm nhìn kỹ thuật
Kiến trúc sư của hệ thống khi tiến hóa là người hiểu rằng để đạt được kỳ tích này là một sự cân bằng liên tục. Các lực đẩy luôn thúc đẩy bạn theo cách này hay cách khác, và việc đứng ở đâu để đẩy lùi hoặc đi đâu với dòng chảy thường là điều thường đi liền với kinh nghiệm. Nhưng phản ứng tồi tệ nhất đối với tất cả những lực đẩy chúng ta đến sự thay đổi là trở nên cứng nhắc hoặc cố định hơn trong suy nghĩ của chúng ta.
Mặc dù phần lớn lời khuyên trong chương này có thể áp dụng cho bất kỳ kiến trúc sư của hệ thống nào, nhưng các microservice cho chúng ta nhiều quyết định hơn để đưa ra. Vì vậy, có thể cân bằng tốt hơn tất cả những sự đánh đổi này là điều cần thiết.
Trong chương tiếp theo, chúng ta sẽ đưa ra một số nhận thức mới về vai trò của kiến trúc sư đối với chúng ta khi chúng ta bắt đầu suy nghĩ về cách tìm ra ranh giới phù hợp cho microservices.
![[MyBatis] Sử dụng MyBatis với Spring Boot](https://s3.ap-southeast-1.amazonaws.com/techover.storage/wp-content/uploads/2022/12/27162624/image.png)
