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Mikroservice-Architekturen sind ein Ansatz der Softwareentwicklung, bei dem eine Anwendung aus einer Sammlung kleiner, unabhängiger Dienste besteht, die über APIs miteinander kommunizieren. Diese Dienste sind in der Regel um spezifische Geschäftsprozesse herum strukturiert und können unabhängig voneinander entwickelt, bereitgestellt und skaliert werden. Diese Architektur ermöglicht eine höhere Flexibilität und erleichtert es, Teile der Anwendung zu aktualisieren oder zu erweitern, ohne das gesamte System zu beeinflussen.
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Leg kostenfrei losWelche Rolle spielt ein API-Gateway in einer Mikroservice-Architektur?
Welches ist ein Vorteil von Mikroservice-Architekturen?
Warum sollten Mikroservices zustandslos sein?
Was zeichnet Mikroservice-Architekturen in der Softwareentwicklung aus?
Was ist ein wichtiger Vorteil der Mikroservice-Architektur?
Was zeichnet Mikroservice-Architekturen in der Softwareentwicklung aus?
Warum wird Container-Technologie häufig in Mikroservices eingesetzt?
Wie kommunizieren Dienste in Mikroservice-Architekturen typischerweise miteinander?
Wie wird bei Mikroservices die Skalierbarkeit unterstützt?
Welche Unternehmen haben erfolgreich Mikroservice-Architekturen implementiert?
Welche Eigenschaft ermöglicht die einfache Anpassung von Anwendungen in Mikroservice-Architekturen?
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Welches ist ein Vorteil von Mikroservice-Architekturen?
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Mikroservice-Architekturen sind ein Architekturansatz für die Softwareentwicklung, bei dem Anwendungen als eine Sammlung kleiner, unabhängiger Dienste aufgebaut werden. Jeder dieser Dienste ist auf einen spezifischen Geschäftsbereich fokussiert und kann unabhängig voneinander entwickelt und bereitgestellt werden. Sie kommunizieren untereinander häufig über leichtgewichtige Protokolle wie HTTP.
Wenn Du über die Eigenschaften von Mikroservice-Architekturen nachdenkst, ist es hilfreich, die folgende Liste im Kopf zu behalten:
Mikroservice: Ein kleiner, unabhängiger Dienst innerhalb einer größeren Softwareanwendung, der spezifische Geschäftsaktivitäten unterstützt.
Stelle Dir eine E-Commerce Plattform vor. In einem monolithischen System könnte die gesamte Anwendung aus einem einzigen Block bestehen. In einer Mikroservice-Architektur wäre jedoch jede Funktion, wie Benutzerverwaltung, Produktkatalog und Bestellabwicklung, ein eigenständiger Dienst.
Denke daran, dass Daten in einer Mikroservice-Architektur dezentral lokalisiert werden. Jeder Dienst kann seine eigene Datenbank haben.
Ein tieferer Einblick in Mikroservice-Architekturen zeigt, dass viele dieser Dienste über sogenannte APIs (Application Programming Interfaces) kommunizieren. APIs ermöglichen eine klare Trennung zwischen den Front-und Backend-Komponenten und fördern die Wiederverwendbarkeit und Modularität der Dienste. Es gibt verschiedene Protokolle für die API-Kommunikation wie REST, gRPC und SOAP. REST ist allerdings das am weitesten verbreitete, da es eine einfachere und flexiblere Implementierung im Vergleich zu den anderen bietet.
Mikroservice-Architekturen bieten einen modernen Ansatz zur Softwareentwicklung, der immer mehr Beachtung findet. Er ermöglicht die Entwicklung großer Anwendungen durch die Kombination von kleinen, spezialisierten Diensten.
Mikroservice: Eine eigenständige Komponente innerhalb einer Anwendungsarchitektur, die spezifische Funktionen unabhängig von anderen Diensten bereitstellt.
In einem Online-Buchungssystem könnten verschiedene Mikroservices folgende Aufgaben übernehmen:
Mikroservices fördern die Verwendung von DevOps-Praktiken, da sie häufiges Deployment und kontinuierliche Auslieferung unterstützen.
Unter der Haube nutzen Mikroservice-Architekturen oft Container-Technologien wie Docker, um Dienste zu isolieren und zu verwalten. Dies erleichtert das Deployment und die Skalierung. Container bieten eine konsistente Umgebung für die Bereitstellung von Anwendungen und tragen zur Erhöhung der Zuverlässigkeit und Konsistenz bei. Zudem unterstützt die Nutzung von Orchestrierungstools wie Kubernetes die Verwaltung komplexer Mikroservice-Anwendungen, indem sie Automatisierung bei der Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung der Container ermöglicht.
Beim Design von Mikroservice-Architekturen gibt es bestimmte Prinzipien, die befolgt werden sollten, um die Vorteile dieser Architekturansätze voll auszuschöpfen. Diese Prinzipien unterstützen die Erstellung robuster, skalierbarer und wartbarer Anwendungen.
Ein zentrales Designprinzip von Mikroservices ist die Entkopplung. Jeder Dienst sollte unabhängig von anderen sein. Dies bedeutet, dass Änderungen an einem Dienst ohne Auswirkungen auf andere vorgenommen werden können. Dadurch wird die Entwicklung und Wartung vereinfacht.
Entkopplung: Der Prozess, bei dem verschiedene Komponenten eines Systems minimal abhängig voneinander gemacht werden.
Stell Dir eine Anwendung zur Bearbeitung von Bestellungen vor. Dabei könnten die folgenden Mikroservices existieren:
Mikroservices sollten möglichst wenig gemeinsam genutzten Code verwenden, um die Unabhängigkeit zu fördern.
Mikroservices bieten hohe Flexibilität in Bezug auf die Skalierbarkeit, da jeder Dienst unabhängig skaliert werden kann. Das Design sollte also so flexibel sein, dass es möglich ist, einzelne Dienste je nach Bedarf horizontal zu skalieren.
Ein tiefergehender Aspekt der Skalierbarkeit ist die Nutzung von Container-orchestrierung. Tools wie Kubernetes können effektiv zum Management großer Mengen von Mikroservices eingesetzt werden. Solche Tools ermöglichen die automatische Skalierung basierend auf dem tatsächlichen Bedarf des Systems. Sie überwachen den Zustand der Dienste und stellen die Verfügbarkeit und Leistung sicher.Ein einfaches Kubernetes-Manifest könnte etwa so aussehen:
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: myapp-podspec: containers: - name: myapp-container image: myapp:latest ports: - containerPort: 8080
Ein weiteres wichtiges Prinzip ist die Zustandslosigkeit von Diensten. Einzeldienste sollten möglichst zustandslos entworfen werden, um ihre Flexibilität und Skalierbarkeit zu maximieren. Dauerhafte Daten sollten in externen Speicherdiensten abgelegt werden.
Ein häufiges Muster ist die Verwendung von Redis oder Memcached für das Caching flüchtiger Daten, um schnelle Zugriffe und verbesserte Leistung zu gewährleisten.
Verwende eine separate Datenbank für jeden Mikroservice, um Datenunabhängigkeit zu fördern und Dienstgrenzen klar zu definieren.
Die Implementierung von Mikroservice-Architekturen erfordert spezielle Techniken, um die Vorteile wie Skalierbarkeit und Flexibilität voll auszuschöpfen. Ingenieurwissenschaftliche Ansätze helfen dabei, diese Architektur bestmöglich zu gestalten.
Mikroservices passen gut zu ingenieurwissenschaftlichen Prinzipien der Systemarchitektur. Diese Prinzipien sind entscheidend dafür, dass Systeme effektiv und effizient gebaut werden. Einige der wesentlichen Prinzipien umfassen:
Mikroservice-Architektur: Ein Softwareentwicklungsansatz, der es ermöglicht, eine Anwendung als eine Sammlung kleiner, unabhängiger Dienste zu gestalten, die jeweils für einen spezifischen Geschäftsbereich zuständig sind.
Ein praktisches Beispiel für ingenieurwissenschaftliches Design in Mikroservices ist die Trennung von Frontend- und Backend-Spezifikationen. Bei einer Webanwendung könnte das Frontend in React.js erstellt werden, während das Backend als mehrere Python-Dienste implementiert wird. Jede Komponente könnte dabei separat skaliert werden, je nach Last und Anforderung.
Ein tieferer Einblick in die Systemarchitektur zeigt die Bedeutung von API-Gateways innerhalb der Mikroservice-Architektur. Ein API-Gateway fungiert als Eingangspunkt für alle Clients und leitet Anfragen zum entsprechenden Mikroservice weiter. Diese Architekturkomponente hilft, eine maßgeschneiderte Benutzererfahrung zu ermöglichen, indem sie die Bedürfnisse jedes Clients berücksichtigt und die Kommunikation zwischen verschiedenen Diensten optimiert. Ein einfaches API-Gateway könnte mit Hilfe eines Frameworks wie Spring Cloud Gateway implementiert werden:
spring: cloud: gateway: routes: - id: service1 uri: http://service1 predicates: - Path=/service1/**
Es gibt viele reale Implementierungen von Mikroservice-Architekturen, die zeigen, wie diese bei der Lösung komplexer Geschäftsprobleme eingesetzt werden können. Hier sind einige bekannte Beispiele:
Ein weiteres Beispiel ist das Microservice-Setup einer fiktiven Fahrdienst-App. Die Anwendung könnte folgende Dienste umfassen:
Wenn Du Dich für die Implementierung von Mikroservices entscheidest, beginne mit einer kleinen Anzahl von Diensten und erweitere diese schrittweise, anstatt von Anfang an ein komplexes System anzustreben.
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Lily Hulatt ist Digital Content Specialist mit über drei Jahren Erfahrung in Content-Strategie und Curriculum-Design. Sie hat 2022 ihren Doktortitel in Englischer Literatur an der Durham University erhalten, dort auch im Fachbereich Englische Studien unterrichtet und an verschiedenen Veröffentlichungen mitgewirkt. Lily ist Expertin für Englische Literatur, Englische Sprache, Geschichte und Philosophie.
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Gabriel Freitas ist AI Engineer mit solider Erfahrung in Softwareentwicklung, maschinellen Lernalgorithmen und generativer KI, einschließlich Anwendungen großer Sprachmodelle (LLMs). Er hat Elektrotechnik an der Universität von São Paulo studiert und macht aktuell seinen MSc in Computertechnik an der Universität von Campinas mit Schwerpunkt auf maschinellem Lernen. Gabriel hat einen starken Hintergrund in Software-Engineering und hat an Projekten zu Computer Vision, Embedded AI und LLM-Anwendungen gearbeitet.
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