[MICROSERVICES] メッセージ キューと REST – Go、NodeJS、クリーン アーキテクチャを使用したアプローチ

目次

• 1.簡単な背景
• 2.テクノロジーと一般的なアーキテクチャ
• 2.1.マイクロサービスアーキテクチャ
• 2.2.マイクロサービス間の通信
• 2.2.1.メッセージキュー（非同期通信）
• 2.2.2. REST API（同期通信）
• 2.3.クリーンなアーキテクチャ
• 3.プロジェクトのエコシステム
• 4.課題と最終的な考慮事項
• 4.1.実装における課題
• 4.2.次のステップ
• 4.3.結論
• 5.参考文献
• 6.免責事項

1. 簡単な背景

近年、マイクロサービス アーキテクチャは、スケーラブルで柔軟性があり、保守可能なシステムを構築するための一般的な選択肢となっています。アプリケーションをより小さな独立したサービスに分割することで、各サービスを自律的に保守、テスト、アップグレードすることができ、拡張性と新しいテクノロジーの導入が容易になります。

この記事では、Go と NodeJS という 2 つの広く使用されている言語を使用し、この文脈では補完的な特性を備えたマイクロサービス アーキテクチャの作成について説明します。さらに、クリーン アーキテクチャの原則を適用します。これは、コードをクリーンでモジュール化し、保守とテストを容易にすることを目的とした設計アプローチであり、ビジネス ロジックがインフラストラクチャの問題や依存関係から確実に分離されるようにします。

このプロジェクトの目的は、私が最近勉強している Go 言語を練習し、マイクロサービスの基本的な概念を再検討することです。同時に、サービスの開発には TypeScript を使用し、クリーン アーキテクチャの原則を適用して優れたソフトウェア設計の実践を強化します。

これらの前提に基づいて、このアプローチの良い点と課題の両方を検討する機会があります。結局のところ、すべてのビジネスがそのような複雑な構造を必要とするわけではなく、実際のプロジェクトはその本当のニーズと影響を理解する最良の方法です。

2. テクノロジーと一般的なアーキテクチャ

2.1 マイクロサービスアーキテクチャ

マイクロサービス アーキテクチャは、アプリケーションをより小さな独立したサービスに分割し、それぞれが機能の特定の部分を担当します。これらのサービスは、明確に定義された API を通じて通信するため、メンテナンス、拡張性、新しいテクノロジーの導入が容易になります。

利点:

モジュール性: 各サービスのメンテナンスと独立した開発が容易になります。
スケーラビリティ: 需要に応じて各サービスの個別のスケーラビリティを可能にします。
回復力: 障害を隔離し、あるサービスの問題が他のサービスに及ぼす影響を軽減します。
モノリスとの比較:

モノリス: 単一のコード ベースに統合されたアプリケーション。最初はシンプルでも、時間の経過とともに維持や拡張が困難になる可能性があります。

マイクロサービス: 柔軟性と拡張性が向上しますが、サービス間の管理と通信がさらに複雑になる可能性があります。

2.2 マイクロサービス間の通信

マイクロサービス アーキテクチャでは、サービス間の通信は主に 2 つの方法で実行できます。1 つはメッセージ キューを使用する非同期通信、もう 1 つは REST API を使用する同期通信です。キューと休憩以外にもコミュニケーションの形式があることを強調する価値があります。

2.2.1 メッセージキュー（非同期通信）

メッセージ キューは、マイクロサービス間の非同期通信を可能にするために使用されます。これにより、サービスは即時の応答を必要とせずにメッセージを送受信できるようになり、システムの復元力と拡張性の向上に役立ちます。

メッセージキューの役割:

非同期通信: 即時の応答を必要とせずに、サービス間の情報交換を容易にします。
復元力: 負荷のスパイクと一時的な障害を管理し、メッセージが最終的に処理されるようにします。

実装:

ツール: RabbitMQ と Kafka は、メッセージ キューを管理するための一般的なオプションです。
統合: Go と NodeJS で記述されたサービス間の通信用のメッセージ キューを実装し、効率的でスケーラブルなデータ交換を保証します。

2.2.2 REST API（同期通信）

RESTful API は、サービス間の同期通信に使用されます。これらは HTTP 原則に基づいており、サービスが標準化された効率的な方法で対話できるようにします。

2.3 クリーンなアーキテクチャ

クリーン アーキテクチャは、保守やテストが容易な、よく整理されたコード ベースを備えたシステムを作成することを目的とした設計アプローチです。関心事の分離と層の独立性を強調します。

クリーン アーキテクチャの原則:

レイヤーの分離: コードを個別のレイヤー (ドメイン、アプリケーション、インフラストラクチャ) に分割して、ビジネス ロジックを技術的な懸念事項から分離します。
フレームワークやライブラリからの独立性: ビジネス ロジックが特定のフレームワークやテクノロジーに依存していないことを確認します。
マイクロサービスでのアプリケーション:

コード構成: クリーン アーキテクチャの原則に従って各マイクロサービスを構造化し、コードがモジュール化され、テスト可能で保守が容易になるようにします。
メンテナンスと進化: システムの整合性を損なうことなく、新しい機能の追加や既存の機能の変更を容易にします。

3. プロジェクトのエコシステム

マイクロサービス エコシステムでは、HTTP エンドポイントはドキュメント ワークフローを調整する上で重要な役割を果たします。このコンテキストでは、HTTP エンドポイントがすべての始まりです。このエンドポイントは、新しいドキュメントを作成するリクエストを受信して​​処理する役割を果たします。リクエストを受信すると、ドキュメントを Go ワーカーのキューに入れ、Go ワーカーがドキュメントの生成と処理を担当します。さらに、エンドポイントは、メッセージ キューを介してドキュメント サービスに通知を発行し、新しいリソース、つまりドキュメントが処理のためにキューに入ったことを知らせます。このアプローチにより、システム コンポーネント間の効率的な統合が保証され、エンドポイントが協調的かつ非同期的な方法でドキュメントの作成と追跡を管理できるようになり、Go ワーカーが実際のドキュメントの作成を担当し、ドキュメント サービスがシステム内の新しいアイテムで更新されます。キュー。

HTTP エンドポイントに加えて、システムには異なる役割を持つ 2 つのワーカーがあります。 1 つ目は Go で実装され、ドキュメントの生成を担当します。メッセージ キューからタスクを消費し、データを処理し、処理が完了すると、特定のエンドポイントに完了を通知します。 Go の効率性により、高速かつ堅牢な処理が保証されます。 NodeJS で開発された 2 番目のワーカーは、ドキュメントの初期状態の作成を処理し、システムに挿入されるときにドキュメントを「未処理」として定義します。 NodeJS の機敏性により、ワークフローの開始時からドキュメントの状態を迅速かつ効率的に管理できます。

要約すると、ここで説明したシステムは、文書管理の適切に調整されたフローを示しています。 HTTP エンドポイントは、Go および NodeJS ワーカーと連携して、統合された効率的なソリューションを提供し、作成から完了までのドキュメント処理を保証します。ワーカーと REST の間の対話は、以下のアーキテクチャ イメージに反映されています。これは、アーキテクチャがどのようにスケーラビリティとモジュール性を促進し、堅牢で調整されたワークフローを保証するかを示しています。このアプローチは、運用効率を向上させるだけでなく、さまざまな使用シナリオに適応させて、柔軟性と将来の成長を実現します。

最終的な図面:

プロジェクトリポジトリ: https://github.com/williamMDsilva/microservice-poc

4. 課題と最終的な考慮事項

4.1 実装における課題

クリーン アーキテクチャを使用してマイクロサービス アーキテクチャを実装すると、いくつかの課題が生じる可能性があります。主な課題の 1 つは、ビジネスを深く理解し、真にスケーラブルでビジネス ロジックの整合性を維持するコードを作成することです。クリーン アーキテクチャでは、関心事項を明確に分離する方法でコードを構造化する必要があります。これには、抽象化と分離を効果的に行うためのドメインの詳細な知識が必要です。

さらに、SOLID 原則に関する知識が非常に重要です。これらの原則は、より結合性の低いコードを作成するのに役立ち、それらをしっかりと理解することで、調査やトラブルシューティングにかかる​​時間を大幅に節約できます。 SOLID 原則を適用すると、コードの品質が向上するだけでなく、システムのメンテナンスとスケーラビリティも容易になります。

Go の特定のケースでは、言語の強固な基盤により、コードの可読性と保守性が向上します。 Go は、コードをクリーンかつ効率的に保つのに役立つツールとプラクティスを提供しており、複雑なサービスを実装する際には深い知識が違いを生みます。

最後に、優れた定型文を使用することは非常に有益です。クリーン アーキテクチャ向けに適切に設計されたボイラープレートは、開発の開始を迅速化するだけでなく、最初に提案された標準内に新しい機能が確実に追加されるようにします。これらは、プロジェクト全体を通じてコードの一貫性と品質を維持するのに役立つ構造を提供します。

4.2 次のステップ

ここで説明したアーキテクチャを発展させ、改善するには、次のいくつかのステップが推奨されます。

1. 監視および可観測性リソースを含める: 監視および可観測性ツールの実装は、システムの健全性とパフォーマンスを確保するために不可欠です。メトリクス、ログ、トレースを含めることで、本番環境での問題を特定し、システムの動作を分析するのに役立ちます。

2. 非可用性に対する処理の追加: システムの復元力を高め、サービスの継続性を保証するには、再試行、サーキット ブレーカー、フォールバック戦略など、障害や非可用性に対処するメカニズムを組み込むことが重要です。

3. 単体テストと統合テストを実行する: テストは、コードの品質とコンポーネントの正しい統合を確認するために不可欠です。単体テストはコードの分離された部分の機能を検証し、統合テストはシステムのさまざまなコンポーネントが正しく連携して動作することを確認します。

4. サービスとモジュールのリファクタリング: 既存のサービスとモジュールをレビューおよびリファクタリングして、コードがクリーンで読みやすく、クリーン アーキテクチャの原則に沿っていることを確認することは、システムの保守性とスケーラビリティを向上させる継続的なタスクです。

5. Kafka を使用した概念実証: RabbitMQ を Kafka で置き換える概念実証を検討すると、さまざまなツールがプロジェクトにどのような影響を与えるかについての洞察が得られます。サービス設計と全体的なアーキテクチャに対する影響分析は、将来のテクノロジーに関する意思決定に貴重な洞察を提供します。

4.3 結論

このプロジェクトは、綿密に計画されたアーキテクチャの有効性と、クリーン アーキテクチャの原則を慎重に実装することの重要性を実証しました。 Go と NodeJS の使用は、SOLID やメッセージ キューと REST API の使用などの実践と組み合わせて、堅牢でスケーラブルなシステムに貢献しました。ただし、マイクロサービス アーキテクチャの開発と維持には、ビジネスとテクノロジに関する深い知識が必要な課題が伴います。適切な計画と優れた実践方法の採用によってこれらの課題に対処することは、効率的で持続可能なシステムの構築を確実にするのに役立ちます。今後の道のりには、高度なモニタリングや新しい概念実証などの継続的な改善を組み込んで、アーキテクチャをビジネスのニーズや進化に合わせて維持することが含まれます。

5. 参考文献

マーティン、R.C. (2008)。クリーンなコード: 実践的なアジャイル ソフトウェア スキル。アルタブックス。

マーティン、R.C. (2017)。クリーンなアーキテクチャ: ソフトウェア設計のフレームワークと原則。アルタブックス。

ウサギMQ。 （未確認）。チュートリアル 2 - JavaScript。 https://www.rabbitmq.com/tutorials/tutorial-two-javascript

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ウサギMQ。 （未確認）。チュートリアル 2 - https://www.rabbitmq.com/tutorials/tutorial-two-go

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免責事項

このプロジェクトの学術的および概念実証の性質により、一部の機能は実装されず、将来の研究のための技術的負債として残されています。自動テスト、エラー処理、リソース ストリーミング、サービス認証、可観測性などの領域は、今後も検討する必要があるトピックです。これらの重要な分野の継続的な改善と知識を深めることに貢献するため、建設的な批判はすべて歓迎され、奨励されます。

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