Nếu bạn là một nhà phát triển phần mềm hoặc ứng dụng, ắt hẳn cụm từ Microservice đã không còn quá xa lạ. Đây là một cấu trúc được ứng dụng để xây dựng nên các ứng dụng hàng đầu trên thế giới, ví dụ như Twitter, Paypal,... Ở bài viết hôm nay, hãy cùng LPTech tìm hiểu về Microservice là gì và một số ví dụ thực tế của Microservice nhé!

Microservice là gì?

Microservice là một kiểu kiến trúc phần mềm nơi các module được chia ra làm những service siêu nhỏ (micro). Mỗi service này thực hiện một chức năng riêng, được đặt ở một server riêng và cho phép thực hiện các thao tác như nâng cấp hoặc mở rộng cho từng service. Các service này giao tiếp với nhau qua phương thức Rest API, gRPC hoặc lambda và không ảnh hưởng lẫn nhau.

Để dễ hiểu hơn chúng ta hãy tưởng tượng một chiếc bánh kem lớn. Chiếc bánh này đại diện cho một ứng dụng truyền thống, nơi tất cả các thành phần (ví dụ: phần kem, phần bánh, phần trái cây...) đều được trộn lẫn vào nhau. Nếu muốn thay đổi hương vị của phần kem, bạn sẽ phải làm lại toàn bộ chiếc bánh, rất mất thời gian và dễ gây ra lỗi.

Giờ hãy nghĩ đến một bộ đồ xếp hình. Mỗi mảnh ghép trong bộ đồ là một phần nhỏ, độc lập. Bạn có thể dễ dàng thay đổi một mảnh ghép bất kỳ mà không ảnh hưởng đến các mảnh ghép khác.

Kiến trúc microservices hoạt động giống như bộ đồ xếp hình này. Thay vì xây dựng một ứng dụng lớn, chúng ta chia nhỏ ứng dụng thành nhiều phần nhỏ gọi là "microservices". Mỗi microservice chỉ chịu trách nhiệm thực hiện một nhiệm vụ cụ thể.

Kiến trúc Microservice là gì?

Kiến trúc Microservice hay Microservice Architecture là một phương pháp thiết kế ứng dụng bằng cách chia nhỏ ứng dụng thành nhiều dịch vụ nhỏ, độc lập với nhau, chúng chính là microservice mà ta đã nhắc ở trên. Mỗi dịch vụ này sẽ chịu trách nhiệm thực hiện một chức năng cụ thể trong ứng dụng.

Microservice Architecture không có một tiêu chuẩn cụ thể nào, bởi tùy theo quy mô dự án cũng như nhu cầu từ phía doanh nghiệp mà kiến trúc này sẽ linh hoạt. Tuy nhiên, hầu hết các microservice đều có những đặc điểm chung như: 

• Mỗi phần mềm phát triển dựa trên Microservice có thể được chia thành những dịch vụ nhỏ khác nhỏ.
• Phương thức hoạt động của nó tương tự với hệ thống UNIX, bao gồm thao tác nhận yêu cầu, xử lý và đưa ra phản hồi thông tin.
• Các phương pháp quản trị phi tập trung để tạo nên những công cụ giải quyết khó khăn.
• Hướng đến sự toàn diện vì thế tránh được các rủi ro có thể xảy ra gây nên thất bại.
• Cấu trúc Microservice là thiết kế được nâng cấp, vì thế được các doanh nghiệp lớn ưu tiên sử dụng.

Cách các service giao tiếp trong Microservice

Phụ thuộc vào từng tính chất riêng biệt của mỗi service mà người ta sẽ áp dụng các cách giao tiếp khác nhau:

Giao tiếp qua RPI (Remote Procedure Invocation)

Khi sử dụng RPI để giao tiếp giữa các service, client dùng một lệnh yêu cầu/ reply-based protocol để tạo request đến service.

Việc sử dụng RPI để giao tiếp giữa các service khá phổ biến bởi chúng có nhiều lợi ích nổi trội như:

1. Hệ thống dễ dàng sử dụng.
2. Việc thực hiện yêu cầu/ phản hồi kết quả nhanh chóng.
3. Hệ thống đơn giản vì không yêu cầu các message broker cho gửi/ nhận các yêu cầu.

Giao tiếp qua Messaging

Ngoài RPI, service có thể giao tiếp qua phương thức Messaging. Cơ chế này tương tự như hình thức gửi thư, trong đó thư sẽ không được giao trực tiếp đến tay người nhận mà chuyển qua một message broker (người đưa thư) để giao thư đến địa chỉ đã được yêu cầu.

Giao tiếp qua Domain-specific protocol

Trong trường hợp không thể giao tiếp qua 2 phương thức trên, người dùng có thể sử dụng qua domain-specific protocol để giao tiếp giữa các service.

Một số ví dụ điển hình về domain-specific protocol: là Media streaming protocol như HLS, HDS hoặc RTMP hoặc Email protocol như SMTP, IMAP.

Vai trò của Microservice

Vai trò lớn nhất của Microservice là cho phép người dùng chia nhỏ chức năng của ứng dụng thành từng dịch vụ nhỏ, từ đó có thể tối ưu hóa tốc độ cho từng người dùng. Ngoài ra, thiết kế giao diện dựa trên từng đối tượng giúp giảm thiểu những chức năng không cần thiết.

Tối ưu hóa khả năng bảo mật

Mỗi nhân viên phụ trách dự án tương ứng chỉ được quyền truy cập vào mã nguồn dự án đang phụ trách, điều này đảm bảo khả năng kiểm soát dữ liệu và thông tin tốt hơn. Từ đó, khi có vấn đề bảo mật phát sinh, nhà quản trị có thể truy vết được hacker nhanh chóng.

Mã nguồn tinh gọn

Vì hệ thống được cấu hình từ mỗi dự án nhỏ và những dự án này đều rất cơ bản, đơn giản và tập trung vào từng nhiệm vụ chính. Từ đó, code base và mức độ phức tạp đều rất thấp. Do đó, chứng hỗ trợ hệ thống mượt mà hơn, dễ dàng thực hiện thao tác bảo trì hay mở rộng.

Có thể mở rộng độc lập

Tùy vào từng nhu cầu của người dùng, Microservice có thể được mở rộng quy mô riêng cho từng service. Tức là, mỗi dịch vụ trong hệ thống có thể mở rộng và phát triển riêng và vẫn đảm bảo không gây ảnh hưởng đến những service còn lại.

Khả năng tồn tại độc lập

Nhờ vào khả năng này, từng dịch vụ giảm thiểu được nguy cơ ảnh hưởng qua lại lẫn nhau đến tối đa. Nghĩa là, hệ thống bao gồm nhiều dự án riêng, nếu có một dự án bất kỳ bị vấn đề thì cũng không gây ảnh hưởng đến những dự án còn lại.

Ưu, nhược điểm của Microservice là gì?

Các hệ thống xây dựng phần mềm đang được xây dựng với quy mô ngày càng hiện đại và phức tạp hơn bao giờ hết, do đó, việc xây dựng những hệ thống monolithic là vô cùng khó khăn. Vì vậy khả năng chia nhỏ module thành nhiều service của Microservice là giải pháp tuyệt vời cho vấn đề này.

Ưu điểm của Microservice

Khả năng chia nhỏ module thành nhiều service riêng lẻ của Microservices không chỉ giúp giúp giảm độ phức tạp và dễ dàng quản lý mà còn:

• Dễ mở rộng quy mô: Mỗi cấu trúc microservice được thiết kế và triển khai độc lập, vì thế, người dùng có thể dễ dàng thực hiện các cập nhật bất kỳ service riêng lẻ mà không gây ảnh hưởng đến cấu trúc toàn bộ hệ thống.
• Khả năng chịu lỗi tốt hơn: Mỗi một service đều có thể hoạt động ổn định dù cho có bất kỳ service nào trong hệ thống bị lỗi bởi cấu trúc của chúng hầu như hoàn toàn độc lập với nhau.
• Codebase hệ thống dễ hiểu: Mỗi module chỉ đảm nhận một nhiệm vụ nhất định vì thế bạn có thể dễ dàng hiểu được codebase và chức năng của từng module đơn giản hơn nhiều so với monolithic.
• Có thể thử nghiệm nhiều loại công nghệ: Mỗi nhà quản trị có thể linh hoạt thử nghiệm nhiều loại công nghệ cho service trong quá trình tạo ra nó. Sở dĩ có thể trải nghiệm nhiều công nghệ với có ít sự phụ thuộc công nghệ giữa các module, do đó, quá trình thử nghiệm không quá khó khăn.
• Triển khai module độc lập: Mỗi service là từng module riêng, có thể được triển khai độc lập trong bất kỳ ứng dụng nào. Bên cạnh đó, việc chỉnh sửa từng module cũng không làm ảnh hưởng đến các thành phần khác trong ứng dụng.

Nhược điểm của microservice

Song, microservice vẫn tồn tại những điểm hạn chế như:

• Tốn tài nguyên: Số lượng service tương ứng với lượng tài nguyên cần thiết để triển khai hệ thống, ngoài ra, bạn cũng cần duy trì nhiều log và database hơn cho ứng dụng.
• Testing và debug toàn cục: Việc testing trong mỗi ứng dụng monolithic tương đối đơn giản vì bạn chỉ cần khởi chạy và kiểm tra kết nối với dữ liệu. Tuy nhiên, với microservice, bạn cần phải khởi chạy toàn bộ service, sau đó thử nghiệm riêng lẻ.
• Khiến giao tiếp giữa các service trở nên phức tạp: Việc chia ứng dụng thành từng module nhỏ có thể mang đến nhiều lợi ích, tuy nhiên nó cũng tồn tại những điểm hạn chế riêng biệt. Việc chia nhỏ service có thể khiến việc giao tiếp trở nên khó khăn hơn và tốn nhiều chi phí. Bởi vì mỗi service tồn tại trên server khác nhau, do đó bạn có thể cần cài đặt thêm các trình phiên dịch tương ứng.

Loại phần mềm nào sử dụng microservice architecture?

Sở hữu nhiều lợi ích nổi trội, microservice architecture được nhiều doanh nghiệp lớn sử dụng cho các hệ thống, ứng dụng lớn. Một số phần mềm được sử dụng microservice architecture bao gồm: Ứng dụng thương mại điện tử, Mạng xã hội, Ứng dụng ngân hàng, Ứng dụng SaaS, Ứng dụng IoT.

Phần mềm phát triển ứng dụng App Native

Các nhà phát triển phần mềm có thể yên tâm và tập trung vào một số Microservice cụ thể mà không cần lo những dịch vụ khác. Việc này giúp tăng tốc độ phát triển ứng dụng và đưa ra thị trường.

Phần mềm thiết kế web API

Microservice có thể cải thiện hiệu suất cho từng nhóm xử lý riêng biệt thay vì sử dụng chung một ứng dụng. Nó không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn tăng cường bảo mật phần mềm.

Phần mềm tích hợp với module IoT

Microservices cho phép các nhà phát triển phần mềm vượt qua rào cản ngôn ngữ và công nghệ. Họ có thể sử dụng nhiều ngôn ngữ lập trình và công nghệ khác nhau trong cùng một ứng dụng và tích hợp với các module IoT một cách hợp lý.

Microservice và Monolithic có gì khác?

Microservice và Monolithic thường được đặt lên bàn cân so sánh vì có khá nhiều người nhầm lẫn về 2 khái niệm này. Thực tế, chúng vẫn tồn tại những điểm khác nhau. 

• Khi sử dụng kiến trúc monolithic: bạn xây cả ngôi nhà từ một khối bê tông lớn, từ móng đến mái nhà. Nếu muốn sửa chữa một phòng, bạn sẽ phải đập đi xây lại cả một phần của ngôi nhà.
• Khi sử dụng kiến trúc microserivce: bạn xây ngôi nhà từ nhiều khối gạch nhỏ, mỗi khối là một phòng. Nếu muốn sửa chữa một phòng, bạn chỉ cần thay thế khối gạch đó mà không ảnh hưởng đến các phòng khác.

Vậy sự khác biệt giữa Microservice và Monolithic là gì?

Microservice

• Chia nhỏ: Ứng dụng được chia thành nhiều phần nhỏ, độc lập gọi là microservice.
• Linh hoạt: Mỗi microservice có thể được phát triển, nâng cấp và triển khai riêng biệt.
• Độc lập: Các microservice không phụ thuộc quá nhiều vào nhau, nên nếu một microservice gặp lỗi, các microservice khác vẫn hoạt động bình thường.
• Công nghệ đa dạng: Bạn có thể sử dụng nhiều công nghệ khác nhau cho từng microservice.
• Dễ mở rộng: Chỉ cần thêm các microservice mới để mở rộng ứng dụng.

Monolithic

Trong khi đó, Monolithic có những điểm khác biệt so với Microservice như:

• Khối lớn: Toàn bộ ứng dụng được xây dựng như một khối thống nhất.
• Ít linh hoạt: Việc thay đổi một phần nào đó của ứng dụng sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.
• Phụ thuộc: Các thành phần trong ứng dụng liên kết chặt chẽ với nhau.
• Khó mở rộng: Việc mở rộng ứng dụng rất khó khăn và tốn kém.
• Khó bảo trì: Khi ứng dụng trở nên lớn và phức tạp, việc tìm kiếm và sửa lỗi sẽ rất khó khăn.

Một số ví dụ thực tế của Microservice

Microservice được ứng dụng nhiều vào thực tế, đặc biệt là ở những doanh nghiệp lớn. Một số ví dụ thực tế mà Microservice đã tổng hợp được bao gồm:

Amazon

Amazon đã chuyển từ ứng dụng monolithic sang kiến trúc microservices bởi khả năng phát triển, triển khai và mở rộng độc lập, cho phép tăng cường linh hoạt và khả năng mở rộng trong các ứng dụng quy mô lớn.

Netflix

Bởi vì họ quản lý lượng lớn người dùng và dữ liệu, vì thế cấu trúc microservice là lựa chọn tối ưu để họ quản lý dữ liệu người dùng.

Walmart

Walmart đã chuyển sang kiến trúc microservices sau loạt sự cố về hệ thống xảy ra nằm năm 2012. Nhờ việc ứng dụng microservice đã giúp Walmart phân chia lại khối lượng công việc và cải thiện hiệu suất của hệ thống.

Etsy

Microservices được sử dụng để quản lý các dịch vụ như quản lý sản phẩm, thanh toán và giao hàng. Việc sử dụng microservices giúp Etsy nhanh chóng và linh hoạt trong việc triển khai các tính năng mới.

Facebook

Các mạng xã hội lớn như Facebook phải xử lý lượng dữ liệu khổng lồ và hàng tỷ yêu cầu mỗi ngày. Microservice giúp họ chia nhỏ các tính năng như news feed, tin nhắn, thông báo, giúp hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.

Nhìn chung, microservice được sử dụng nhiều trong các ứng dụng phức tạp nhưng đây cũng là lựa chọn tuyệt vời cho các đơn vị lập trình app yêu cầu nhiều chức năng trong ứng dụng.

Qua bài viết trên đây, ắt hẳn bạn đã nhận thấy rằng Microservice có nhiều lợi ích và được ứng dụng rất nhiều vào thực tiễn. Hy vọng bài viết đã giúp bạn giải đáp được thắc mắc Microservice là gì và làm quen với những kiến thức căn bản về nó. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết của LPTech nhé!