En las entrañas de la Arquitectura de Microservicios en Desarrollo de Software

En el anterior post nos introdujimos a los microservicios, en este post exploraremos a fondo los beneficios que los microservicios ofrecen, nos sumergiremos en los desafíos que plantea esta arquitectura innovadora y desvelaremos las claves para alcanzar el éxito en su implementación. Desde la agilidad en el desarrollo hasta la gestión efectiva de la complejidad, abordaremos temas cruciales como la optimización de recursos, la resiliencia en situaciones de fallo y las mejores prácticas para una implementación exitosa de microservicios.

1. Mayor velocidad en desarrollo: La arquitectura de microservicios acelera todos los procesos de desarrollo al permitir una compilación y tiempo de construcción más rápidos. Esto es clave para la agilidad en el desarrollo.

2. Despliegues rápidos y tamaño reducido: Al desplegar cada parte del sistema de manera independiente, el tamaño de implementación se reduce significativamente. Esto se traduce en despliegues individuales que toman una fracción del tiempo comparado con aplicaciones monolíticas.

3. Programación de despliegues personalizada: La arquitectura de microservicios resuelve el problema de seguir un calendario de despliegue estándar. Cada servicio puede ser desplegado de manera independiente, siguiendo su propio cronograma.

4. Monitoreo fino y personalizado: Servicios críticos pueden ser monitoreados de manera más detallada que otros, permitiendo un control más preciso y chequeos adicionales. Permite identificar servicios claves y cuellos de botella.

5. Pruebas automatizadas independientes: Cada microservicio puede realizar pruebas automatizadas configurables como parte del proceso de construcción y despliegue. Esto reduce el tiempo necesario para realizar pruebas en toda la aplicación.

6. Soporte para varios lenguajes de programación: Ya no es necesario ejecutar una aplicación como un solo ejecutable. Esto permite implementar diferentes partes del sistema utilizando tecnologías diversas, adaptándose a cada problema de manera óptima. Esto lo logramos a partir de definir interfaces de comunicación.

7. Escalabilidad más sencilla y económica: Los microservicios son más fáciles y a menudo más baratos de escalar horizontalmente. Cada parte del sistema puede escalarse de manera independiente, evitando los requisitos pesados de recursos de las aplicaciones monolíticas. Aunque cuidado, por que al seguir escalando nuestra aplicación se puede volver incluso mas costosa de mantener ya que necesitamos orquestadores y pagar por mantenibilidad de cada servicio, pero ampliaremos esto en la siguiente sección de contras.

8. Flexibilidad en el hardware: La división de la aplicación a menudo significa reducir los requisitos de hardware para la mayoría de las partes del sistema, brindando más opciones al elegir hardware o proveedores de servicios en la nube.

9. Aislamiento efectivo de fallos: El desacoplamiento de servicios proporciona un mecanismo de seguridad eficiente para prevenir problemas mayores en caso de fallas parciales del sistema.

10. Facilidad de entendimiento: Los servicios son más fáciles de entender y mantener debido a tamaños de código más pequeños. Además, suelen estar asociados a procesos completos lo que puede hacer que contrastemos la funcionalidad con la experiencia de un especialista en el proceso.

11. Optimización de costos: Ejecutar la mayoría de los componentes de la aplicación en instancias de menor costo en comparación con instancias monolíticas de alto recurso puede resultar en ahorros significativos ya que podemos potenciar los servicios críticos a demanda.

12. Desarrollo distribuido: La eliminación del acoplamiento entre componentes contribuye a lograr más independencia en el desarrollo de código, beneficiando a equipos distribuidos.

13. Facilidad de refactorización: Es mucho más fácil realizar refactorizaciones en microservicios debido al menor alcance de cambios y procesos de lanzamiento y prueba independientes.

14. Libertad tecnológica: Cambiar a nuevas tecnologías es más fácil con la arquitectura de microservicios, ya que cada servicio es más pequeño y estructuralmente independiente.

15. Toma de decisiones independiente: Los desarrolladores son libres de elegir lenguajes, bibliotecas y herramientas que mejor se adapten a sus necesidades, fomentando la toma de decisiones distribuida.

Veamos de cerca algunas de las posibles complicaciones y limitaciones que podríamos enfrentar al adoptar esta innovadora arquitectura.

1. Mayor uso de recursos: Al tener múltiples componentes en lugar de compartir el mismo espacio de proceso, la necesidad de comunicación entre ellos aumenta, generando mayor carga en la red. Esto se traduce en más tráfico, latencia y uso de E/S. Además, la carga total de CPU y RAM también es mayor debido a la ejecución independiente de cada componente. Todo esto repercute finalmente en los costos de implementación y mantenibilidad.

2. Dificultades en la depuración: Diagnosticar y depurar suele ser más difícil con varios servicios. Por ejemplo, si varios servicios procesan una solicitud que falla, un desarrollador debe acceder a los registros de varios servicios para entender la causa de la falla.

3. Necesidad de pruebas de integración complejas: La separación de un sistema implica la construcción de un conjunto extenso de pruebas de integración y otros controles automatizados que monitorizan la compatibilidad y disponibilidad de cada componente.

4. Consistencia en transacciones: La dispersión de datos en las aplicaciones de microservicios dificulta la realización de cambios transaccionales y atómicos en el sistema.

5. Divergencia en versiones y librerías: Los servicios pueden utilizar diferentes versiones de bibliotecas, algunas de las cuales pueden ser incompatibles u obsoletas. Esto complica las actualizaciones del sistema y la solución de problemas, incluyendo correcciones de vulnerabilidades de software.

6. Deuda técnica en un sistema distribuido: La deuda técnica en el software se refiere a compromisos o decisiones que los desarrolladores toman durante el proceso de desarrollo de software que, a corto plazo, aceleran la entrega de un producto pero generan problemas a largo plazo. Estos compromisos pueden incluir la implementación de soluciones rápidas y poco robustas, la omisión de pruebas exhaustivas, el uso de código desactualizado o el incumplimiento de estándares de codificación. Abordar la deuda técnica es más complicado en un sistema distribuido donde cada componente es propiedad de un equipo diferente y suele convertirse en una bola de nieve hasta que los problemas son mas que evidentes.

7. Observabilidad: Gestionar múltiples aplicaciones implica desafíos adicionales en la recopilación y uso de eventos del sistema, como registros, trazas y métricas. Los desarrolladores deben asegurarse de que todos estos datos estén disponibles para análisis, incluyendo información contextual necesaria para depurar problemas entre los servicios.

8. Duplicación de funcionalidades: En entornos de desarrollo altamente distribuidos, no es raro tener múltiples componentes realizando roles similares en el sistema. Es crucial establecer límites claros y decidir de antemano qué roles específicos se asignan a cada componente.

9. Propiedad y responsabilidad: La propiedad se vuelve crucial cuando varios equipos mantienen y desarrollan componentes independientes. Es fundamental definir contratos de propiedad claros para abordar solicitudes de desarrollo, problemas de seguridad y mantenimiento.

Como hemos ilustrado, el modelo de microservicios tiene sus desafíos, pero ser conscientes de estos problemas y abordarlos de manera proactiva es clave para el éxito.

Hemos explorado sus beneficios, desafíos comunes y ahora es momento de resumir las claves esenciales para aprovechar al máximo el modelo de microservicios en el desarrollo de aplicaciones.

1. Introducción gradual: Evita implementar la arquitectura de microservicios demasiado pronto si el producto aún está poco definido o podría experimentar cambios significativos. Comienza con una aplicación monolítica y divídela a medida que se definan claramente las capacidades comerciales y los límites, reduciendo así la carga de trabajo y estableciendo interfaces adecuadas entre los componentes. También podrías definir servicios muy generales y claramente identificables.

2. Modelo de negocio único: La decisión de adoptar microservicios debe basarse en diversos factores, como el tamaño y distribución del equipo, así como la geografía. Un equipo local pequeño puede sentirse cómodo trabajando con una aplicación monolítica, mientras que un equipo distribuido geográficamente podría beneficiarse enormemente al dividir la aplicación en múltiples microservicios para lograr mayor flexibilidad. Identifica procesos y como funcionan estos a nivel de negocio, puede que tu aplicación se parezca a otra pero no significa que debes copiar al detalle.

3. Planificación para escenarios de falla: Dado que en la arquitectura de microservicios hay numerosas interacciones entre los componentes a través de llamadas remotas y eventos, se incrementa la posibilidad de diversas fallas. Construye el sistema considerando todos los posibles escenarios de falla y las diferentes formas de abordarlos.

4. Abrazar la automatización: Con componentes más independientes, se requieren verificaciones más estrictas para lograr una integración estable entre los servicios. La inversión en una automatización sólida es crucial para lograr un alto grado de confiabilidad y asegurar que todos los cambios sean seguros para ser implementados.

5. Modelo de negocio vs jerarquía: Aunque es común dividir la aplicación en servicios basados en la estructura organizativa, donde cada equipo es responsable de su propio servicio, esto solo funciona bien si la estructura organizativa se alinea perfectamente con las capacidades de negocio de los microservicios. En lugar de seguir un modelo servicio-por-equipo, define dominios y procesos de negocio claros alrededor de los cuales se estructura el código.

6. Enfoque en pruebas de integración: Asegúrate de tener pruebas integrales para las integraciones entre tus microservicios, realizándose automáticamente.

7. Mantener la compatibilidad hacia atrás: Recuerda mantener tus cambios compatibles hacia atrás para garantizar que las nuevas modificaciones sean seguras para implementar. Lo mas aconsejable es construir sobre las definiciones que ya tienes para que se mantenga la retrocompatibilidad.

A medida que desvelamos los secretos detrás de esta arquitectura de desarrollo, recordemos que el futuro tecnológico nos espera con infinitas posibilidades. Así que, ¡prepárense para abrazar la era de los microservicios y conquistar nuevos horizontes en el desarrollo de software! No olvides dejar tu comentario y dudas ¡Hasta el próximo encuentro!