Descubra o que é a arquitetura de microsserviços, seus principais componentes, benefícios, desafios e práticas recomendadas para criar aplicações rápidas e com escala dimensionável.
O termo "microsserviços" refere-se a uma arquitetura de software que divide uma aplicação em partes menores e independentes, conhecidas como serviços. Cada serviço cuida de uma função e se conecta às outras por meio de APIs simples. Isso permite que as equipes criem, implementem e ajustem a escala de cada serviço de forma separada, sem alterar o sistema inteiro.
As empresas escolhem esse modelo porque ele ajuda a agilizar a implementação de aplicações. Em um sistema monolítico, até uma pequena mudança pode exigir uma reestruturação e o lançamento de toda a aplicação de novo. Isso retarda o progresso e aumenta a chance de tempo de inatividade. Com os microsserviços, as equipes podem atualizar com rapidez os serviços individuais, reduzindo gargalos e recebendo mais rapidamente novos recursos ou correções para os usuários.
Em uma arquitetura de microsserviços, cada serviço concentra-se em um único recurso de negócios (como o gestão de pagamentos, gerenciamento de perfis de clientes ou rastreamento de remessas) e opera dentro de seu contexto limitado. Juntos, esses serviços formam uma aplicação mais ampla, mas permanecem separados, de forma que a alteração de um deles não requer a revisão de todo o app.
Alguns traços definem os microsserviços:
Implementação independente: as equipes podem criar, testar e lançar cada serviço de acordo com seu próprio cronograma.
Gestão descentralizada dos dados: cada serviço gerencia seu próprio banco de dados ou armazenamento de dados, o que reduz as dependências e melhora a resiliência.
Comunicação ligeira: os serviços interagem entre si por meio de APIs ou protocolos de mensagens, tornando as interações rápidas e flexíveis.
Esse modelo torna as aplicações mais adaptáveis, permitindo que as empresas evoluam seus sistemas, parte por parte, em vez de tudo de uma só vez.
Normalmente, as aplicações tradicionais utilizam um único banco de código unificado para reunir todos os recursos e funções do sistema. Esse método pode simplificar o desenvolvimento nos estágios iniciais, pois tudo reside em um só lugar, facilitando o teste e a implementação da aplicação como uma única unidade. No entanto, à medida que a aplicação aumenta, o modelo monolítico torna-se mais difícil de gerenciar. Uma alteração em uma parte do código pode afetar todo o sistema, atrasando as atualizações e tornando as alterações em escala mais arriscadas.
Em vez de usar uma enorme base de código, os microsserviços dividem a aplicação em serviços menores e independentes. Cada serviço tem seu próprio código, dados e processo de implementação. Os serviços se comunicam por meio de APIs, que os mantêm conectados sem estarem fortemente vinculados. Essa separação permite que as equipes modifiquem um recurso específico sem precisar atualizar toda a aplicação.
Um sistema de microsserviços é composto de vários componentes que trabalham juntos para manter os serviços conectados, seguros e gerenciáveis. Confira a seguir alguns dos componentes mais importantes:
No centro da arquitetura estão os serviços propriamente ditos. Cada um deles lida com uma função de negócios específica e pode ser gerenciado de forma independente. Essa separação de serviços evita que falhas ocorridas afetem todo o sistema, permitindo que as equipes se movam com mais rapidez.
O API gateway é a porta de entrada para aplicações ou dispositivos que enviam solicitações para o sistema. Ele envia essas solicitações para os serviços certos, controla a autenticação e pode impor políticas de segurança. Ao centralizar essas tarefas, o gateway protege os serviços individuais de desafios desnecessários.
Em um ambiente dinâmico em que a escala dos serviços pode ser ampliada ou reduzida com frequência, o sistema precisa de uma maneira de encontrar cada serviço. Um mecanismo de descoberta de serviço mantém o controle dos serviços ativos e seus locais para que as solicitações possam ser roteadas de forma confiável.
Cada serviço gerencia seus próprios dados, normalmente em um banco de dados escolhido de acordo com as necessidades. Dessa forma, são minimizados os gargalos e os conflitos que podem ocorrer com um armazenamento de dados compartilhado, permitindo a alteração de cada serviço sem ficar preso à mesma estrutura que os outros.
Os serviços trocam muitas informações. Um service mesh é uma outra camada de comunicação que ajuda no gerenciamento desse fluxo. Isso equilibra a carga, mantém os dados seguros e adiciona proteções para que as mensagens passem de forma confiável, mesmo quando o sistema se torna maior e mais complexo.
Os pipelines de CI/CD automatizam o processo de transferência de atualizações de código do desenvolvimento para a produção. Isso agiliza o fornecimento, reduz os erros e facilita o envio de alterações com regularidade.
Como os microsserviços são distribuídos, é essencial ter visibilidade de suas atividades. As ferramentas de monitoramento mostram o desempenho dos serviços e se eles estão disponíveis, enquanto o login mantém um registo dos eventos em cada serviço. Juntos, eles facilitam a identificação de problemas e mantêm o sistema funcionando perfeitamente.
DDD é um método de design que alinha cada serviço a um domínio de negócios específico, como faturamento ou atendimento ao cliente. Estruturando os serviços em torno dos recursos de negócios em vez das camadas técnicas, as organizações podem criar sistemas que refletem melhor as necessidades do mundo real e permanecerem flexíveis conforme mudam essas necessidades.
Os padrões de design oferecem soluções reutilizáveis para desafios recorrentes em microsserviços. Eles oferecem aos desenvolvedores métodos práticos para tornar os sistemas mais fortes, mais fáceis de ajustar a escala e mais simples de gerenciar. Veja alguns dos mais comuns:
O padrão API Gateway fica entre os clientes e os serviços e funciona como um único ponto de entrada. Em vez dos clientes acionarem diretamente vários serviços, todas as solicitações passam pelo gateway, que controla o roteamento, a autenticação e o equilíbrio de carga.
Quando um serviço fica lento ou falha, ele pode arrastar todo o sistema. O padrão de “disjuntor” impede que isso ocorra, monitorando solicitações e interrompendo chamadas para um serviço que falha assim que os erros ultrapassam um limite. Ele verifica o status de recuperação do serviço antes de permitir que novos pedidos sejam feitos. Isso mantém as falhas isoladas e protege o desempenho geral.
Em geral, as transações em microsserviços afetam vários serviços. O padrão Saga lida com isso dividindo a transação em etapas menores, cada uma gerenciada por seu próprio serviço e coordenada por meio de mensagens. Se algo falhar em uma etapa, o sistema poderá reverter as alterações feitas nas etapas anteriores. Dessa forma, processos complexos, como o processamento de pedidos, ainda podem funcionar sem precisar de um sistema central para controlar toda a transação.
Em um ambiente de microsserviços, serviços são constantemente criados, destruídos ou movidos. O padrão de Registro de Serviços mantém um diretório de serviços e seus locais. Outros serviços e o API Gateway usam este registro para encontrar e se conectar a eles conforme necessário, mantendo o sistema flexível e confiável.
A adoção de microsserviços oferece várias vantagens que afetam diretamente a velocidade, a escalabilidade e a eficiência das equipes. Veja alguns dos principais benefícios a seguir:
Os microsserviços permitem que as equipes lancem recursos de forma independente sem esperar por uma atualização completa da aplicação. Isso encurta os ciclos de lançamento, facilitando a resposta ao feedback dos clientes ou às necessidades de negócios em constante mudança.
Como cada serviço é executado de forma independente, as organizações podem ajustar a escala de determinados serviços e, ao mesmo tempo, deixar outros como estão. Por exemplo, uma loja online pode ampliar os serviços de pagamento durante as vendas de fim de ano sem provisionar demais toda a plataforma.
Se um serviço falhar, não desativará todo o sistema. Uma interrupção do serviço de pagamento em um site de comércio eletrônico pode atrasar as transações, mas os usuários ainda podem procurar produtos ou atualizar suas contas. Esse isolamento torna o sistema mais confiável de modo geral.
Os microsserviços dão às equipes liberdade para escolher as ferramentas de sua preferência para cada serviço. Uma equipe pode usar um banco de dados relacional para um serviço e optar por NoSQL para outra. Ou uma equipe pode programar em Java enquanto outra usa Python. Essa flexibilidade ajuda a otimizar o desempenho e a produtividade.
Com os microsserviços, as equipes assumem total responsabilidade pelos serviços criados. Cada equipe pode escolher as ferramentas ideais, lançar de acordo com seu próprio cronograma e corrigir problemas sem esperar por outros grupos. Isso reduz o tempo gasto em coordenação, permitindo que as equipes concentrem-se em agregar valor com mais rapidez, o que melhora a produtividade geral.
Embora os microsserviços tragam muitas vantagens, eles também trazem novos desafios que as organizações precisam avaliar com cuidado. Veja, a seguir, alguns dos compromissos mais comumente citados:
Executar dezenas de serviços é bem mais complexo do que gerenciar uma única base de código. Cada serviço tem suas próprias necessidades de implementação, monitoramento e ajuste de escala, o que adiciona diferentes níveis de coordenação necessário para as equipes de operações.
Muitas vezes, os microsserviços precisam de uma infraestrutura mais avançada do que os apps codificados de modo tradicional. Um serviço pode ser incluído em um contêiner ou hospedado em uma própria VM, o que consome recursos de memória, armazenagem e processamento que se acumulam rapidamente em comparação a um monolito.
Como os serviços interagem entre si por meio de uma rede, problemas como latência, tempo extras ou perda de mensagens se tornam uma verdadeira preocupação. Depurar falhas em vários serviços pode ser mais difícil do que rastrear um erro em uma única base de código.
Os microsserviços requerem novos métodos de trabalho. As equipes precisam alinhar os domínios de negócios, assumir a responsabilidade dos serviços e adotar práticas de DevOps. Organizações acostumadas a um controle centralizado podem ter dificuldade de se adaptar a esse modelo distribuído.
Todos os setores utilizam microsserviços para resolver diferentes tipos de problemas. Veja alguns exemplos de como as organizações utilizam esse modelo na prática.
Os varejistas online muitas vezes usam microsserviços para gerenciar funções separadas, como catálogos de produtos, carrinhos de compras, processo de pagamentos e estoque. Essa separação permite que elas ajustem a escala do serviço de pagamento durante as vendas fim de ano, por exemplo, mantendo as outras partes do site inalteradas.
As plataformas de streaming dependem de microsserviços para oferecer experiências contínuas. Serviços individuais lidam com tarefas, como recomendação de conteúdo, perfis de usuários e reprodução. Com esse design, os serviços podem ser transmitidos para milhões de usuários sem sobrecarregar um único sistema.
Bancos e empresas de fintech usam microsserviços para operações centrais, como processamento de pagamento, detecção de fraudes e gestão de contas de clientes. Serviços independentes podem melhorar a segurança, permitir implementações mais rápidas de recursos e reduzir o tempo de inatividade para os clientes.
As empresas de transporte e entrega usam microsserviços para coordenar operações complexas. Um serviço pode lidar com o rastreamento de pacotes, outro gerencia a otimização de rotas e outro lida com notificações de clientes. Juntos, eles facilitam a adaptação aos problemas de entrega ou aos requisitos de redirecionamento.
Muitas aplicações dependem de notificações para manter os usuários engajados. Um microsserviço dedicado pode gerenciar alertas push, campanhas de email ou mensagens de SMS em várias plataformas. Como é independente, o serviço de notificação pode ser ampliado durante eventos de alto tráfego sem afetar o resto do sistema.
Os microsserviços dão às organizações uma forma de criar aplicações com escala mais ajustável, manejáveis e adaptáveis do que os sistemas monolíticos tradicionais. Ao dividir o software em serviços menores, as equipes podem lançar atualizações rapidamente, ajustar a escala de componentes individuais conforme as mudanças de demanda e alinhar as escolhas de tecnologia às necessidades específicas de negócios.
No entanto, o modelo traz desafios. A execução de dezenas de serviços adiciona novos níveis de complexidade, desde o monitoramento até a implementação e a necessidade de uma mudança cultural dentro da organização. Para serem bem-sucedidas, as empresas precisam de um design bem-elaborado, as ferramentas certas e equipes talentosas preparadas para assumir a responsabilidade de serviços independentes.
Uma boa estratégia para o futuro, em geral, é um método incremental. Comece identificando as áreas onde a independência e a escalabilidade adicionam maior valor, como recursos voltados para o cliente ou serviços de alta demanda, e cresça a partir daí. Os microsserviços podem trazer vantagens reais. No entanto, eles oferecem o máximo quando a adoção corresponde à prontidão e aos objetivos da organização.
As plataformas na nuvem são uma opção natural para os microsserviços. Provedores, como Google Cloud, AWS e Azure, oferecem ferramentas para orquestração de contêineres, descoberta de serviços e gerenciamento de API. Esses serviços permitem às organizações ampliar e reduzir a escala dos microsserviços de acordo com a demanda e, ao mesmo tempo, cobrar apenas pelos recursos consumidos.
Uma plataforma de microsserviços é um conjunto de ferramentas e estruturas que simplificam a criação, a implementação e o gerenciamento de microsserviços. Essas plataformas incluem fatores como orquestração, gerenciamento de contêineres, networking, monitoramento e ajuste de escala. Na prática, isso pode significar usar Docker para contêineres, Kubernetes para orquestração e um service mesh, como Linkerd ou Istio, para gerenciar a comunicação e a segurança. Essas plataformas são a base fundamental para manter os serviços distribuídos funcionando bem.
Sim, é possível. O processamento sem servidor pode ser usado para executar microsserviços como funções individuais que são executadas somente quando acionadas. Esse modelo reduz a sobrecarga de infraestrutura e reduz os custos de cargas de trabalho com tráfego imprevisível. No entanto, os serviços sem servidor podem trazer novos desafios, como “cold starts” (inicializações a frio) e limites mais rigorosos de tempo de execução.
