M

MLOG

Tiếng Việt

Khám phá các mẫu thiết kế kiến trúc microservices. Học cách xây dựng ứng dụng có khả năng mở rộng, linh hoạt và phân tán toàn cầu. Bao gồm ví dụ và các phương pháp hay nhất.

Kiến trúc Microservices: Các Mẫu Thiết Kế cho Sự Thành Công Toàn Cầu

Kiến trúc microservices đã cách mạng hóa cách các ứng dụng được xây dựng và triển khai. Phương pháp này, đặc trưng bởi việc chia nhỏ các ứng dụng lớn thành các dịch vụ độc lập, nhỏ hơn, mang lại những lợi thế đáng kể về khả năng mở rộng, khả năng phục hồi và sự linh hoạt. Đối với đối tượng người dùng toàn cầu, việc hiểu và triển khai các mẫu thiết kế hiệu quả là rất quan trọng để xây dựng các ứng dụng có thể chịu được những thách thức của hệ thống phân tán và phục vụ cơ sở người dùng đa dạng trên toàn thế giới.

Kiến trúc Microservices là gì?

Về cốt lõi, kiến trúc microservices liên quan đến việc cấu trúc một ứng dụng thành một tập hợp các dịch vụ được kết nối lỏng lẻo. Mỗi dịch vụ tập trung vào một khả năng kinh doanh cụ thể và hoạt động độc lập. Sự độc lập này cho phép các nhóm phát triển, triển khai và mở rộng các dịch vụ một cách độc lập, sử dụng các công nghệ khác nhau nếu cần. Đây là một sự khác biệt đáng kể so với các ứng dụng nguyên khối, nơi tất cả các thành phần được gộp lại với nhau và triển khai như một đơn vị duy nhất.

Các Lợi ích Chính của Microservices:

Các Mẫu Thiết Kế Microservices Thiết Yếu

Việc triển khai microservices một cách hiệu quả đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về các mẫu thiết kế khác nhau. Các mẫu này cung cấp các giải pháp đã được chứng minh cho các thách thức phổ biến gặp phải trong các hệ thống phân tán. Hãy cùng khám phá một số mẫu thiết kế quan trọng:

1. Mẫu API Gateway

API Gateway hoạt động như một điểm vào duy nhất cho tất cả các yêu cầu của máy khách. Nó xử lý việc định tuyến, xác thực, ủy quyền và các vấn đề xuyên suốt khác. Đối với một ứng dụng toàn cầu, API Gateway cũng có thể xử lý việc quản lý lưu lượng và cân bằng tải trên các khu vực khác nhau.

Các Trách nhiệm Chính:

Ví dụ: Một dịch vụ phát trực tuyến toàn cầu sử dụng API Gateway để xử lý các yêu cầu từ nhiều thiết bị khác nhau (TV thông minh, điện thoại di động, trình duyệt web) và định tuyến chúng đến các dịch vụ backend phù hợp (danh mục nội dung, xác thực người dùng, xử lý thanh toán). Gateway cũng thực hiện giới hạn tỷ lệ để ngăn chặn lạm dụng và cân bằng tải để phân phối lưu lượng trên nhiều phiên bản dịch vụ ở các khu vực địa lý khác nhau (ví dụ: Bắc Mỹ, Châu Âu, Châu Á - Thái Bình Dương).

2. Mẫu Khám Phá Dịch Vụ (Service Discovery)

Trong môi trường microservices năng động, các dịch vụ thường xuất hiện và biến mất. Mẫu Khám phá Dịch vụ cho phép các dịch vụ tìm và giao tiếp với nhau. Các dịch vụ đăng ký vị trí của chúng với một sổ đăng ký dịch vụ (service registry), và các dịch vụ khác có thể truy vấn sổ đăng ký để tìm vị trí của một dịch vụ cụ thể.

Các Triển Khai Phổ Biến:

Ví dụ: Hãy xem xét một ứng dụng gọi xe toàn cầu. Khi người dùng yêu cầu một chuyến đi, yêu cầu cần được định tuyến đến tài xế có sẵn gần nhất. Cơ chế khám phá dịch vụ giúp yêu cầu xác định vị trí các phiên bản dịch vụ tài xế phù hợp đang chạy ở các khu vực khác nhau. Khi tài xế di chuyển và các dịch vụ tăng hoặc giảm quy mô, khám phá dịch vụ đảm bảo rằng dịch vụ gọi xe luôn biết vị trí hiện tại của các tài xế.

3. Mẫu Cầu dao ngắt mạch (Circuit Breaker)

Trong các hệ thống phân tán, lỗi dịch vụ là không thể tránh khỏi. Mẫu Cầu dao ngắt mạch ngăn chặn các lỗi dây chuyền bằng cách giám sát tình trạng của các dịch vụ từ xa. Nếu một dịch vụ không khả dụng hoặc chậm, cầu dao sẽ mở, ngăn chặn các yêu cầu tiếp theo được gửi đến dịch vụ đang bị lỗi. Sau một khoảng thời gian chờ, cầu dao chuyển sang trạng thái bán mở (half-open), cho phép một số lượng giới hạn các yêu cầu để kiểm tra tình trạng của dịch vụ. Nếu các yêu cầu này thành công, cầu dao sẽ đóng lại; nếu không, nó sẽ mở lại.

Lợi ích:

Ví dụ: Một hệ thống đặt vé máy bay quốc tế. Nếu dịch vụ xử lý thanh toán ở Ấn Độ gặp sự cố, một cầu dao ngắt mạch có thể ngăn dịch vụ đặt vé máy bay gửi yêu cầu lặp đi lặp lại đến dịch vụ thanh toán bị lỗi. Thay vào đó, nó có thể hiển thị một thông báo lỗi thân thiện với người dùng hoặc cung cấp các tùy chọn thanh toán thay thế mà không ảnh hưởng đến những người dùng khác trên toàn cầu.

4. Các Mẫu về Tính nhất quán Dữ liệu

Duy trì tính nhất quán của dữ liệu trên nhiều dịch vụ là một thách thức quan trọng trong kiến trúc microservices. Một số mẫu có thể được sử dụng để giải quyết vấn đề này:

Ví dụ: Hãy xem xét một ứng dụng thương mại điện tử xử lý một đơn hàng quốc tế. Khi người dùng đặt hàng, nhiều dịch vụ cần tham gia: dịch vụ đơn hàng, dịch vụ kho hàng và dịch vụ thanh toán. Sử dụng mẫu Saga, dịch vụ đơn hàng bắt đầu một giao dịch. Nếu hàng tồn kho có sẵn và thanh toán thành công, đơn hàng được xác nhận. Nếu bất kỳ bước nào thất bại, các giao dịch bù trừ sẽ được kích hoạt (ví dụ: giải phóng hàng tồn kho hoặc hoàn tiền) để đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các đơn hàng quốc tế, nơi có thể liên quan đến các cổng thanh toán và trung tâm hoàn tất đơn hàng khác nhau.

5. Mẫu Quản lý Cấu hình

Quản lý cấu hình trên nhiều dịch vụ có thể phức tạp. Mẫu Quản lý Cấu hình cung cấp một kho lưu trữ tập trung để lưu trữ và quản lý các cài đặt cấu hình. Điều này cho phép bạn cập nhật các giá trị cấu hình mà không cần triển khai lại các dịch vụ.

Các Cách tiếp cận Phổ biến:

Ví dụ: Một ứng dụng toàn cầu với các dịch vụ được triển khai ở các khu vực khác nhau cần cấu hình chuỗi kết nối cơ sở dữ liệu, khóa API và các cài đặt khác thay đổi tùy theo môi trường. Một máy chủ cấu hình tập trung, ví dụ, có thể giữ các cài đặt này, cho phép cập nhật dễ dàng để thích ứng với các yêu cầu khu vực khác nhau (ví dụ: thông tin đăng nhập cơ sở dữ liệu khác nhau cho các trung tâm dữ liệu khác nhau).

6. Các Mẫu Ghi nhật ký và Giám sát

Việc ghi nhật ký và giám sát hiệu quả là rất cần thiết để khắc phục sự cố, hiểu hiệu suất và đảm bảo tình trạng của các microservices. Các giải pháp ghi nhật ký và giám sát tập trung là rất quan trọng đối với các ứng dụng toàn cầu, nơi các dịch vụ được triển khai ở các khu vực và múi giờ khác nhau.

Những Điều cần Cân nhắc Chính:

Ví dụ: Một nền tảng mạng xã hội toàn cầu sử dụng ghi nhật ký tập trung và truy vết phân tán để giám sát hiệu suất của các dịch vụ khác nhau. Khi một người dùng ở Úc báo cáo hiệu suất chậm khi tải lên video, nhóm có thể sử dụng truy vết phân tán để xác định dịch vụ cụ thể gây ra sự chậm trễ (ví dụ: một dịch vụ chuyển mã ở Châu Âu) và giải quyết vấn đề. Các hệ thống giám sát và cảnh báo sau đó có thể chủ động phát hiện và cảnh báo các vấn đề trước khi tác động đến người dùng gia tăng.

7. Mẫu CQRS (Tách biệt Trách nhiệm Truy vấn và Lệnh)

CQRS tách biệt các hoạt động đọc và ghi. Các lệnh (hoạt động ghi) cập nhật kho dữ liệu, trong khi các truy vấn (hoạt động đọc) lấy dữ liệu. Mẫu này có thể cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng, đặc biệt đối với các khối lượng công việc có nhiều lượt đọc.

Lợi ích:

Ví dụ: Một ứng dụng ngân hàng quốc tế. Các hoạt động ghi (ví dụ: xử lý giao dịch) được xử lý bởi một bộ dịch vụ, trong khi các hoạt động đọc (ví dụ: hiển thị số dư tài khoản) được xử lý bởi một bộ khác. Điều này cho phép hệ thống tối ưu hóa hiệu suất đọc và mở rộng các hoạt động đọc một cách độc lập, rất quan trọng để xử lý số lượng lớn người dùng đồng thời truy cập thông tin tài khoản trên toàn cầu.

8. Mẫu Backends cho Frontends (BFF)

Mẫu BFF tạo ra một dịch vụ backend chuyên dụng cho mỗi loại ứng dụng khách (ví dụ: web, di động). Điều này cho phép bạn điều chỉnh backend theo nhu cầu cụ thể của từng máy khách, tối ưu hóa trải nghiệm người dùng. Điều này đặc biệt hữu ích khi làm việc với các ứng dụng toàn cầu có giao diện người dùng và khả năng thiết bị đa dạng.

Lợi ích:

Ví dụ: Một trang web đặt vé du lịch toàn cầu. Trang web sử dụng một BFF cho ứng dụng web, được tối ưu hóa cho các trình duyệt máy tính để bàn, và một BFF khác cho ứng dụng di động, được tối ưu hóa cho các thiết bị di động. Điều này cho phép mỗi ứng dụng lấy và trình bày dữ liệu theo cách hiệu quả nhất, xem xét không gian màn hình hạn chế và các ràng buộc về hiệu suất của thiết bị di động, mang lại trải nghiệm người dùng vượt trội cho khách du lịch trên toàn thế giới.

Các Phương pháp Tốt nhất để Triển khai Microservices

Việc triển khai microservices thành công đòi hỏi phải tuân thủ các phương pháp tốt nhất nhất định:

Kết luận

Kiến trúc microservices mang lại những lợi thế đáng kể cho việc xây dựng các ứng dụng có khả năng mở rộng, linh hoạt và phân tán toàn cầu. Bằng cách hiểu và áp dụng các mẫu thiết kế đã thảo luận trong bài viết này, bạn có thể xây dựng các ứng dụng được trang bị tốt hơn để xử lý sự phức tạp của đối tượng người dùng toàn cầu. Việc chọn đúng các mẫu và triển khai chúng một cách chính xác, cùng với việc tuân theo các phương pháp tốt nhất, sẽ dẫn đến các ứng dụng linh hoạt, dễ thích ứng và thành công hơn, cho phép các doanh nghiệp đổi mới nhanh chóng và đáp ứng nhu cầu của một thị trường toàn cầu đa dạng và không ngừng thay đổi. Việc chuyển sang microservices không chỉ là về công nghệ; đó là về việc trao quyền cho các nhóm và tổ chức để trở nên linh hoạt và nhạy bén hơn trong bối cảnh toàn cầu ngày nay.