ここ数年、マイクロサービスは、ソフトウェア開発および展開プロセスの合理化における潜在的な利点として高く評価されてきました。マイクロサービスは、すべてのコンポーネントが 1 つの単一アプリケーションに統合されるモノリシックと呼ばれる従来のアプリ設計とは対照的に、個別に作成、デプロイ、スケールできるモジュラー サービスの作成を促進します。
一方、マイクロサービスは非常に簡単に導入できます。 Java はクリーンなエコシステムで無駄を取り除き、大量のライブラリとフレームワークを備えているため、マイクロサービス開発に優れています。このチュートリアルは、重要な概念、典型的なツール、マイクロサービス構築プロセスの探索例など、Java でマイクロサービスを構築する方法に関する実践的な知識を提供することを目的としています。
マイクロサービスを理解する
マイクロサービス アーキテクチャは、保守性が高いだけでなく展開も可能なサービスのセットとしてソフトウェア アプリケーションを開発するアプローチです。各サービスには特定のビジネス機能があり、個別の方法で開発、展開、拡張できます。この特定のスタイルのアーキテクチャは、柔軟性と拡張性を促進し、より短い開発サイクルに適合します。
モノリシック アーキテクチャは、すべての要素を単一の目的のために構築された 1 つのアプリケーションに統合します。これにより、開発サイクルの最初の段階は簡素化される可能性がありますが、アプリケーションがより完成すると複雑な依存関係が生じることがよくあります。このシステムの複雑さは、アプリケーションのスケーラビリティとモジュール性に大幅な影響を与える可能性があり、ほんの小さな変更でも面倒で時間のかかる作業になってしまいます。
一方で、マイクロサービス設計のアプリケーションは、複数の小さなサービスの合計と考えることができます。それぞれを個別に開発および展開できるため、チームが同時に作業を行うことができるため、納期が短縮されます。また、スケーリング戦略をサービスごとに実行できるため、利用可能なリソースが最適化され、システムのパフォーマンスが向上することも意味します。
デカップリングは、マイクロサービスの基本的な側面の 1 つです。このアプローチでは、各サービスは個別に開発され、API を介して相互に通信します。この自律性により、グループはすべてのサービスに最適なテクノロジーを使用でき、プロジェクトの他の部分を損なうことなく、各サービスを最適化してその目的を達成できます。
回復力に焦点を当てる – それがデカップリングのもう 1 つの利点です。 1 つのサービスが誤動作している可能性がありますが、システム全体がダウンするわけではありません。機能を維持できる拡張サービスが多数あり、これにより問題のアプリケーションの信頼性が最大化されます。
マイクロサービスは、主に HTTP/REST などの軽量プロトコルや、Kafka などのメッセージング キューの使用を通じて、明確に定義された多数の API を介して相互に通信します。 マイクロサービスで課題となる可能性のあるもう 1 つの領域は、サービスの地理的な分離によるデータ管理です。
データのストレージは理想的には各マイクロサービスの権限内に収まり、独立性と結合の最小化にとって最適な状況になります。ただし、これはデータとトランザクションの管理において問題となり、結果整合性や分散トランザクションなどのアプローチが必要になります。
スケーラビリティ: 需要に応じて各マイクロサービスを個別にスケーリングするのは簡単なので、モノリシック アプリケーション全体をスケーリングするよりも効率的であることがわかります。したがって、リソース管理はパフォーマンスとコストの点でより効率的です。
柔軟性: 他のサービスとの効果的な通信に関する限り、各サービスはまったく異なるテクノロジーまたは言語に基づくことができます。これにより、ユーザーは目の前の作業に最適なツールを利用できるようになり、創造性と仕事の成果が向上します。
復元力: 1 つのサービスがその目標を達成できない場合がありますが、システム全体が失敗するわけではないため、アプリケーションの信頼性が向上します。このような回復力は、重要なサービスを常に利用可能にし、アップタイムを維持するために重要です。
市場投入までの時間の短縮: サービス指向アーキテクチャにより、異なるチームが異なるサービスに集中できるため、並行開発が可能になります。したがって、新しい機能を追加するのにかかる時間が大幅に短縮されます。このような並行開発を使用すると、納品サイクルが大幅に短縮され、組織は市場に迅速な変更を加えることができます。
Java には、利用可能なツールやフレームワークが多数あります。以下にそのような一般的なソリューションをいくつか示します:
1.スプリングブーツ
Spring Boot は、実稼働対応のアプリケーションを構築するソフトウェア開発者によって広く採用されているよく知られた Java フレームワークです。組み込みサーバー、メトリクス、ヘルスチェック、外部構成などの機能があり、これらすべてにより、マイクロサービスを構築するための主要なフレームワークとなっています。
Spring Boot の自動構成により、新しい開発環境をセットアップするプロセスが簡素化され、定型コードを作成してビジネス ロジックの実装に集中するストレスが軽減されます。
実際、セキュリティ、メッセージング、データ アクセスなどの機能を簡単に追加できる豊富なエコシステムによってサポートされている、幅広いスターター プロジェクトと統合が存在します。
Spring WebFlux の時代から、Spring Framework を使用してリアクティブ アプリケーションを構築することが可能になりました。これにより、高スルー出力のノンブロッキング マイクロサービスを作成できます。これは、リアルタイム アプリケーションや、同時に大量のリクエストを行うアプリケーションに特に役立ちます。
2. Eclipse マイクロプロファイル
Eclipse MicroProfile は、マイクロサービス向けに Java EE をカスタマイズすることを目的とした一連のオープンソース標準です。 Java マイクロサービスの開発、デプロイメント、管理、特に構成、信頼性、健全性の側面に関する API とツールを提供します。
MicroProfile は、マイクロサービス ベースの JWT、REST、サービス ディスカバリなどの拡張要素を追加することで、Java EE をさらに構築します。このモジュール性は、開発者がマイクロサービスを複雑にすることなく必要な仕様を選択できることも意味します。
MicroProfile はコミュニティ指向でもあり、ユーザーが最新のビルディング ブロックでマイクロサービス開発者を支援する開発テクノロジーのトレンドから取り残されないことを意味します。
3.ドロップウィザード
Dropwizard は、効率的でシンプルな RESTful API 構築方法を提供する軽量の Java フレームワークです。 Jetty、Jackson、Jersey ライブラリをバンドルして、マイクロサービス開発のための包括的な構成要素のセットを提供します。
Dropwizard はシンプルさとパフォーマンスを重視し、開発を可能な限り合理化する最小限のアプローチを提供します。事前にパッケージ化されたライブラリのセットを使用すると、開発者は大規模な構成をあまり必要とせずに、迅速に起動して実行できるようになります。
メトリクス、ヘルスチェック、監視サポートはフレームワークの一部であり、運用環境でアプリケーションを効果的に開発、展開、保守できるようになります。 Dropwizard は運用の準備にも重点を置き、アプリケーションの高性能と信頼性の両方を保証します。
Spring Boot を使用して Java で単純なマイクロサービスを構築する例を段階的に見てみましょう。
ステップ 1: 開発環境をセットアップする
マイクロサービスの構築を開始する前に、次のものをシステムにインストールしてください:
ステップ 2: 新しい Spring Boot プロジェクトを作成する
Spring Initializr を使用して、新しい Spring Boot プロジェクトを生成できます。 https://start.spring.io/ にアクセスし、次の設定でプロジェクトを構成します:
生成されたプロジェクトをダウンロードし、IDE にインポートします。 Spring Initializr は、必要な依存関係と構成を使用してアプリケーションをブートストラップする迅速かつ簡単な方法を提供します。
生成されたプロジェクト構造を少し確認してください。 Spring Boot は、ベスト プラクティスと保守性を促進する方法でコードを編成し、ソース コード、リソース、テスト用の専用フォルダーを使用します。
ステップ 3: マイクロサービスを開発する
DemoMicroserviceApplication.java ファイルを開き、単純な RESTful API エンドポイントを作成します。次のコードは、基本的な「Hello, World!」を定義します。エンドポイント:
パッケージ com.example.demomicroservice;
import org.springframework.boot.SpringApplication; org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication をインポートします。 org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping をインポートします。 import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@SpringBootApplication @RestController public class DemoMicroserviceApplication {
public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(DemoMicroserviceApplication.class, args); }
@GetMapping("/hello") public String hello() { return "Hello, World!"; }
}
この簡単な例は、Spring Boot アプリケーションのコア コンポーネント (メイン アプリケーション クラス、@SpringBootApplication アノテーション、および REST コントローラー) を示しています。 Spring Boot の自動構成機能は、必要なコンポーネントを自動的に構成することでセットアップを簡素化します。
ステップ 4: マイクロサービスを実行する
マイクロサービスを実行するには、ターミナルで次のコマンドを実行します:
mvn spring-boot:run
アプリケーションが起動したら、Web ブラウザを開いて
http://localhost:8080/hello
「Hello, World!」というメッセージが表示されるはずです。画面に表示されます。
Spring Boot の組み込みサーバーは、外部サーバーのセットアップの必要性を排除することで開発プロセスを簡素化します。これにより、サーバーの構成や展開について心配することなく、開発に集中できます。
この機会を利用して、Spring Boot のロギング機能とモニタリング機能を調べてください。高品質のマイクロサービスを維持するには、アプリケーションを監視およびデバッグする方法を理解することが不可欠です。
ステップ 5: マイクロサービスをテストしてデプロイする
テストと展開、これら 2 つの開発の重要な側面。このために、Spring Boot はいくつかのオプションを提供します。 Spring Test と Mockito を使用すると、開発者がマイクロサービスの単体テストと統合テストを作成するのに役立ちます。
デプロイメントの目的では、Docker を使用してマイクロサービスを非常に軽量なコンテナーとしてパッケージ化することで、コンテナー化ツールを効果的に利用できます。これにより、デプロイとスケーリングが簡素化されますが、クラウド環境でのマイクロサービスの管理が容易になります。
テストは、障害が発生した状況でマイクロサービスが予想どおりに動作することを確認する方法です。ビジネス ロジックからエッジ ケースに至るまで、サービスのあらゆる側面について、時間をかけて徹底的なテストを作成します。
コンテナ化は、マイクロサービスに一貫性のあるポータブルな環境を提供します。これは、デプロイメントの失敗のリスク増加が軽減されることを意味します。さらに、Docker イメージの作成方法、コンテナ オーケストレーションの管理方法、コンテナ パフォーマンスの監視方法を学びます。
Java でのマイクロサービスの構築には、単にコードを記述するだけではありません。考慮すべきベスト プラクティスをいくつか示します:
1.失敗に備えた設計
フォールト トレランス メカニズムを実装します。わからない場合は、エラーを防ぐためにサーキット ブレーカーと再試行を使用すると、失敗したサービスへのリクエストを一時的に停止できますが、再試行では失敗したリクエストが自動的に試行されます。
これはサービスの信頼性を確保するために非常に重要です。さらに、これらのパターンを実装するときに、Hystrix や Resilience4j などのライブラリを使用できます。
2. API ゲートウェイを使用する
API ゲートウェイは、マイクロサービスの単一のエントリ ポイントとして機能し、ルーティング、認証、レート制限を提供します。サービスへのアクセスを管理することで、クライアントとのやり取りを簡素化し、セキュリティを強化します。
API ゲートウェイは、負荷分散、キャッシュ、リクエスト変換などの機能も有効にし、パフォーマンスとユーザー エクスペリエンスを向上させます。人気のあるツールには、AWS の Zuul、Kong、API Gateway などがあります。
3.一元化されたロギングとモニタリングを実装する
ELK Stack (Elasticsearch、Logstash、Kibana) や Prometheus や Grafana などのツールを使用して、マイクロサービスからログとメトリクスを収集して分析します。一元化されたログと監視により、アプリケーションの動作が可視化され、問題を迅速に特定して解決できるようになります。
監視ツールは、パフォーマンスのボトルネックやリソース不足などの潜在的な問題を警告し、事前に対策を講じることができます。マイクロサービスのパフォーマンスと信頼性を維持するために、堅牢な監視戦略に投資してください。
4.継続的インテグレーションと継続的デプロイメント (CI/CD) を採用する
マイクロサービスのテストとデプロイメントの両方を自動化する CI/CD パイプラインを展開します。さらに、より迅速な展開とリリースが可能になります。その結果、手動による介入を減らすことができます。
配信を高速化する自動メカニズムを作成したい場合は、Jenkins、GitLab CI、CircleCI など、自由に使えるツールが多数あります。
Java でマイクロサービスを構築すると、ソフトウェアの開発および展開プロセスを大幅に改善できます。
Java の強力なツールとフレームワークのエコシステムを活用することで、スケーラブルで柔軟な最新のアプリケーションを作成できます。このガイドが Java でマイクロサービスを構築する方法を理解し、開始するためのツールを提供するのに役立つことを願っています。
マイクロサービス アーキテクチャは、より俊敏でスケーラブルなソフトウェアを構築する方法です。 Java はすぐに使える豊富なエコシステムを提供し、堅牢で効率的なマイクロサービスを構築できます。マイクロサービスを使用してスケーラブルなソフトウェアを構築したい場合は、今すぐお問い合わせください。一流の Java 開発会社として、当社は新興企業や企業向けに、コスト効率の高い専門的な Java 開発サービスを提供しています。
以上がJava でのマイクロサービスの構築: 実践ガイドの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。
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