معماری مونولیتیک و میکروسرویس

معماری مونولیتیک: غول یکپارچه یا غول دست و پا بسته؟

در دنیای نرم‌افزار، دو رویکرد اصلی برای طراحی و ساخت سیستم‌ها وجود دارد: معماری مونولیتیک و معماری میکروسرویس. در این مقاله، به بررسی معماری مونولیتیک، مزایا و معایب آن می‌پردازیم و در نهایت، نگاهی کوتاه به معماری میکروسرویس خواهیم داشت.

معماری مونولیتیک چیست؟

 معماری مونولیتیک به این معناست که کل برنامه‌ای که شما می‌نویسید در یک بسته واحد یا پکیج قرار دارد.  

در دنیای برنامه‌نویسی، مونولیتیک یعنی همه کدها، داده‌ها، و پیکربندی‌های برنامه شما در یک کدبیس یکپارچه قرار دارند. این بدین معناست که اگر شما تا به حال با معماری سه لایه (که شامل پرزنتیشن، بیزنس لاجیک، و دیتابیس است) یا حتی معماری Clean (که سعی در جداسازی وظایف و نگهداری تمیز کد دارد) کار کرده‌اید، در واقع با معماری مونولیتیک آشنا هستید. در این نوع معماری، اجزاء مختلف برنامه شما به گونه‌ای طراحی شده‌اند که همه در یک پروژه یا برنامه نرم‌افزاری متمرکز شده‌اند و تغییر در هر بخش ممکن است تأثیراتی بر سایر بخش‌ها داشته باشد.

این نوع معماری به ویژه در پروژه‌های کوچکتر که نیاز به توسعه سریع دارند مفید است، زیرا همه چیز در یک مکان قرار دارد و برنامه‌نویسان می‌توانند بدون نیاز به هماهنگی‌های پیچیده با سایر تیم‌ها، کارها را پیش ببرند. اما در پروژه‌های بزرگ‌تر، ممکن است این رویکرد باعث پیچیدگی‌هایی شود که مدیریت آن‌ها دشوار باشد.

مزایای معماری مونولیتیک

آشنا  برای برنامه‌نویسان: 

این رویکرد سنتی برای بسیاری از توسعه‌دهندگان شناخته شده است و نیاز به یادگیری مفاهیم جدید را کاهش می‌دهد.

ارتباط سریع بین ماژول‌ها: 

در معماری مونولیتیک، چون همه ماژول‌ها در یک پروسه واحد اجرا می‌شوند، تاخیر در ارتباط بین ماژول‌ها به حداقل می‌رسد. به عنوان مثال، اگر سیستم شما برای پردازش سفارشات نیاز به دسترسی سریع و آنی به دیتابیس محصولات داشته باشد، معماری مونولیتیک می‌تواند این تعاملات را سریع‌تر از معماری میکروسرویس انجام دهد، چون درخواست‌ها نیازی به عبور از شبکه‌های بین سرویس‌های مختلف ندارند.

سادگی در مدیریت تراکنش‌ها: 

مدیریت تراکنش‌ها در یک برنامه مونولیتیک آسان‌تر است، زیرا تمام پایگاه‌های داده و وابستگی‌های ماژولی در یک کدبیس هستند. به عنوان مثال، در یک فروشگاه آنلاین، وقتی یک مشتری چند محصول را خریداری می‌کند، تمام مراحل مربوط به بروزرسانی موجودی، محاسبه قیمت نهایی، و تایید پرداخت می‌تواند به صورت یک تراکنش واحد انجام شود که این امر پیچیدگی و خطرات احتمالی تراکنش‌های چندگانه را کاهش می‌دهد.

هزینه‌های کمتر در شروع: 

راه‌اندازی یک برنامه مونولیتیک اغلب ارزان‌تر است زیرا نیاز به زیرساخت‌ها و ابزارهای پیچیده‌تر برای مدیریت چندین سرویس مستقل ندارد. برای استارت‌آپ‌ها یا پروژه‌هایی با بودجه محدود، این امکان وجود دارد که با سرمایه‌گذاری اولیه کمتری شروع به کار کنند و منابع خود را به توسعه ویژگی‌های کلیدی محصول متمرکز کنند.

معایب معماری مونولیتیک

عدم انعطاف‌پذیری در مقیاس‌بندی:

 مقیاس‌بندی بخش‌های خاصی از یک برنامه مونولیتیک می‌تواند دشوار باشد، زیرا تغییرات کوچک ممکن است نیاز به بازنویسی یا بازاستقرار کل برنامه داشته باشد. به عنوان مثال، اگر بخواهید بخش پردازش داده‌های برنامه را بهبود ببخشید، ممکن است نیاز به اعمال تغییرات در دیگر بخش‌ها نیز پیدا کنید که این امر پیچیدگی و هزینه‌های عملیاتی را افزایش می‌دهد.

افزایش پیچیدگی با رشد برنامه: 

همانطور که برنامه‌ها بزرگ‌تر و پیچیده‌تر می‌شوند، مدیریت یک کدبیس واحد و بزرگ می‌تواند به یک چالش تبدیل شود. برای مثال، یافتن و رفع باگ‌ها در یک برنامه بزرگ مونولیتیک می‌تواند وقت‌گیر و خسته‌کننده باشد، زیرا خطاها ممکن است از تداخلات نامشخص بین ماژول‌های مختلف ناشی شوند.

وابستگی متقابل بین اجزاء (Coupling):

 در یک برنامه مونولیتیک، اجزای مختلف برنامه به شدت به یکدیگر وابسته هستند، که می‌تواند باعث شود تغییرات کوچک تأثیرات غیرمنتظره‌ای بر روی سایر بخش‌ها داشته باشد. به عنوان نمونه، تغییر در منطق کسب‌وکار مربوط به قیمت‌گذاری ممکن است نیاز به تغییرات در ماژول‌های مرتبط با مدیریت موجودی و حسابداری داشته باشد، که این امر می‌تواند ریسک خطاهای برنامه‌نویسی را افزایش دهد.

این معایب نشان می‌دهند که در حالی که معماری مونولیتیک در موقعیت‌های خاصی مفید است، ممکن است در محیط‌هایی که نیاز به تغییر و تکامل سریع دارند، محدودیت‌هایی را به همراه داشته باشد.

معماری میکروسرویس: گامی به سوی انعطاف‌پذیری

معماری میکروسرویس در مقابل رویکرد مونولیتیک، به عنوان مجموعه‌ای از سرویس‌های مستقل و کوچک طراحی شده است که از طریق رابط‌های تعریف‌شده با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. این امر به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا هر سرویس را به طور مستقل توسعه، استقرار و مقیاس‌بندی کنند، که منجر به افزایش انعطاف‌پذیری و چابکی می‌شود.

برای مطالعه بیشتر در مورد معماری میکروسرویس، به این مقاله مراجعه کنید: https://bugeto.net/blog/what-is-a-microservice-architecture

تفاوت‌های اساسی بین معماری مونولیتیک و میکروسرویس

در دنیای توسعه نرم‌افزار، دو مدل معماری، مونولیتیک و میکروسرویس، به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب بین این دو معماری بستگی به نیازهای پروژه و ترجیحات تیم توسعه دارد. در این بخش، به بررسی تفاوت‌های کلیدی بین این دو معماری می‌پردازیم.

ساختار و توزیع:

• مونولیتیک: تمام قسمت‌های نرم‌افزار، از جمله رابط کاربری، منطق کاربردی، و دسترسی به داده‌ها در یک بسته نرم‌افزاری واحد وجود دارند. این امر می‌تواند توسعه و آزمون اولیه را ساده‌تر کند اما با افزایش حجم و پیچیدگی برنامه، به روزرسانی و نگهداری آن مشکل‌تر می‌شود.
• میکروسرویس: نرم‌افزار به چندین سرویس کوچک تقسیم می‌شود که هر یک به طور مستقل توسعه یافته و مدیریت می‌شوند. این سرویس‌ها از طریق API‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند، که این امکان را می‌دهد تا هر سرویس به صورت جداگانه بروزرسانی و مقیاس‌پذیر شود.

مقیاس‌پذیری و انعطاف‌پذیری:

• مونولیتیک: مقیاس‌بندی معمولاً با افزایش منابع سخت‌افزاری (scale-up) صورت می‌گیرد و محدودیت‌هایی در انعطاف‌پذیری دارد. برای مثال، بخشی از برنامه که نیاز به منابع بیشتری دارد، ممکن است نیاز به مقیاس‌بندی کل برنامه داشته باشد.
• میکروسرویس: هر سرویس می‌تواند به طور مستقل و بر اساس نیاز خود مقیاس‌بندی شود، که این امکان مقیاس‌پذیری دقیق‌تر و کارآمدتر را فراهم می‌کند. همچنین امکان استفاده از منابع سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مختلف برای هر سرویس وجود دارد.

توسعه و نگهداری:

• مونولیتیک: همه توسعه‌دهندگان بر روی یک پایگاه کد کار می‌کنند، که می‌تواند هماهنگی و برنامه‌ریزی را ساده‌تر کند اما خطر تداخل و خطاهای پیچیده را افزایش می‌دهد.
• میکروسرویس: تیم‌ها می‌توانند به طور مستقل بر روی هر سرویس کار کنند، که این امکان را می‌دهد تا توسعه و نگهداری سریع‌تر و موثرتر صورت گیرد. همچنین، خطا در یک سرویس کمتر احتمال دارد که بر دیگر سرویس‌ها تأثیر بگذارد.

انتخاب تکنولوژی:

• مونولیتی: معمولاً تمامی بخش‌های برنامه باید از یک استک فناوری استفاده کنند، که ممکن است در برخی موارد محدودکننده باشد.
• میکروسرویس: هر سرویس می‌تواند از فناوری‌های متفاوت استفاده کند، که این امکان را می‌دهد تا بهترین ابزار برای هر کاربرد خاص انتخاب شود.

در نهایت، انتخاب بین معماری مونولیتی و میکروسرویس باید با توجه به اهداف و محدودیت‌های هر پروژه انجام شود. معماری میکروسرویس ممکن است برای پروژه‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر که نیاز به انعطاف‌پذیری بالا دارند، مناسب‌تر باشد، در حالی که معماری مونولیتی می‌تواند برای پروژه‌های کوچکتر و با نیازهای ساده‌تر کارآمدتر باشد.

تفاوت‌های مفهومی بین واژه‌های مونولیت، مونولیتیک، و مونولیتی در معماری نرم‌افزار

در زمینه معماری نرم‌افزار، این سه واژه—مونولیتی، مونولیتیک، و مونولیت—گاهی به صورت مترادف استفاده می‌شوند اما می‌توان تفاوت‌های ظریفی بین آن‌ها تشخیص داد:

مونولیت (Monolith):

• این کلمه برگرفته از واژه یونانی است که به معنای یک تکه سنگ بزرگ است. در زمینه تکنولوژی و معماری نرم‌افزار، مونولیت به برنامه‌ای اطلاق می‌شود که تمام قسمت‌های آن مثل رابط کاربری، منطق کسب‌وکار، و دسترسی به داده‌ها در یک بسته نرم‌افزاری واحد جمع‌آوری شده‌اند. این واژه بیشتر برای توصیف ساختار کلی نرم‌افزار به کار می‌رود.

مونولیتیک (Monolithic):

• این صفت معمولاً برای توصیف نوعی از معماری نرم‌افزار استفاده می‌شود که در آن همه جزء‌های نرم‌افزار به صورت یکپارچه طراحی شده‌اند. در معماری مونولیتیک، تمام عملکردهای برنامه در یک پردازش واحد یا در یک پایگاه کد بزرگ سازمان‌دهی می‌شوند. این واژه بیشتر برای تأکید بر نحوه طراحی و پیاده‌سازی نرم‌افزار به کار می‌رود.

مونولیتی (Monolithic):

• این صفت نیز مشابه با مونولیتیک است و برای توصیف نوعی از معماری استفاده می‌شود که در آن تمام اجزای نرم‌افزار به صورت یکپارچه طراحی و پیاده‌سازی شده‌اند. در فارسی، استفاده از مونولیتی و مونولیتیک ممکن است به جای یکدیگر صورت گیرد، اما هر دو بیانگر همان مفهوم یکپارچه‌سازی و تمرکز در معماری نرم‌افزار هستند.

به طور خلاصه، مونولیت اشاره به خود نرم‌افزار دارد، در حالی که مونولیتیک و مونولیتی بیشتر به نحوه طراحی و ساختار آن نرم‌افزار اشاره می‌کنند. این تفاوت‌ها گاهی اوقات ممکن است در متون فنی به صورت مبهم به کار روند، به همین دلیل است که ممکن است واژه‌ها به جای یکدیگر استفاده شوند.