Erstellen skalierbarer Microservices mit Java Spring Boot: Best Practices und Techniken Teil -1

Monolith Architecture

• If we develop all the functionalities in single project then it is called as Monolith architecture based application.

• We will package our application as a jar/war to deploy into server.

• As monolith application contains all functionalities, it will become fat jar/war.

Advantages
1) Easy to develop and manage.
2) Everything is available at one place.
3) Configuration required only once.

Dis-Advantages
1) Difficult to maintain
2) Single point of Failure
3) If we perform any changes than the complete project is re-deploy and tested.
4) Developer may not be knowledge of entire modules so its harder to get started fixing issue.
5) if some module got to much load than we need to create the multiple instances of the complete application so that takes to much space because each module is tightly coupled with each other.

To overcome the problems of Monolithic, Microservices architecture came into market

Microservices architecture

• Microservices is not a programming language or framework or API. Microservices is an architectural design pattern.

• Microservices suggesting to develop application functionalities with loosely coupling.

• In Microservices architecture we don't develop all the functionalities in single project. We will divide project functionalities into several REST APIs.

• Microservices is not related to only java. Any programming language specific project can use Microservices Architecture.

Microservices is an approach using that we develop the small small services, each service is run on its own container/process/server, the services should be lightweight and independently deployable. This allows for faster development, deployment and scalability.

As you can see that employee module, customer module, address module and course module of monolith application now converted into small small service so here they are like employee service, customer service, address service and course service. and in monolith application there is single database use but in microservice application each service having its own database. and they are now dependent to each other. and each service is communication with each other throw the rest calls.

Advantages

• Technology Independence (We can develop backend API's with multiple technologies like python, Go etc.)

• Database Independence.

• Each service is independent to each other (Loosely Coupling) so we can deploy each service independently.

• if perform the any changes in any service there is no need to deploy all the service, only one service deploy single as well.

• Dev working on one service doesn't requires the knowledge of entire application.

• The failure of a single microservice does not impact the entire application, enhancing overall resilience.

• Smaller codebases and separation of concerns make maintenance and debugging more manageable.

• Due to their smaller and independent nature, individual microservices can be scaled independently based on demand, without having to scale the entire application.

• Each service can be tested differently.

Disadvantages

• if we want to perform the changes in one service configuration than we need to perform the changes on each service configuration for example there is a common property which exists in every application.properties file in all my projects .

company.name=tier3Hub

so if we want to change the name of company than in all the services we need to change the name.

• Testing a microservices-based application can be more complex due to the interdependencies and interactions between services.

• each service handle the some specific amount of request after that if we send more request than service is down so we need the multiple instances of the that service and to route the request in different instance of the service we need a load-balancer which balanced the request coming from the clients and routes in different instance. but writing the load-Balancer in Java is hard.

Warum Java für Microservices

Java stellt das Framework namens Spring-Boot für die Entwicklung der Rest-APIs bereit und Spring-Boot bietet viele Funktionen wie automatische Konfiguration und eingebettete Server, wenn wir den Dienst entwickeln und daher die Bereitstellung eines technischen Dienstes auf dem Server erforderlich ist und Spring-Boot stellt den Tomcat-Server bereit, sodass jeder Dienst auf verschiedenen Tomcat-Ports ausgeführt wird. Beispielsweise läuft der Mitarbeiterdienst auf Port 8080, der Kursdienst auf Port 8081 und jeder Dienst hat seinen eigenen Server.

Mit Hilfe von Spring-Boot werden Funktionen für eine schnelle Entwicklung, weniger Konfiguration, produktionsbereite Anwendungen und Stater-Projekte bereitgestellt

Und es gibt ein Projekt unter dem Spring Framework namens Spring Cloud, das vorgefertigte Support-Microservices bereitstellt. Spring Cloud bietet einige gängige Tools und Techniken, um schnell gemeinsame Muster von Microservices zu entwickeln.

Spring Cloud konzentriert sich auf die Bereitstellung einer guten Out-of-Box-Erfahrung für typische Anwendungsfälle und Erweiterbarkeitsmechanismen, um andere abzudecken

• Verteilte/versionierte Konfiguration
• Dienstregistrierung und -erkennung
• Routing
• Service-zu-Service-Anrufe
• Lastausgleich
• Leistungsschalter
• Verteilte Nachrichtenübermittlung
• Kurzlebige Microservices (Aufgaben)
• Verbraucher- und produzentengesteuerte Vertragstests.

Microservices-Architektur

Wir haben keine feste Architektur für Microservices. Entwickler passen die Microservices-Architektur entsprechend ihren Projektanforderungen an. Die meisten Projekte werden die folgenden Komponenten in der Microservices-Architektur verwenden.

1) Dienstregistrierung (Eureka-Server)

2) Dienste (REST-APIs)

3) Interservice-Kommunikation (FeginClient)

4) API-Gateway

5) Admin-Server

6) Zipkin

Abschluss

Microservices in Java haben die Art und Weise, wie wir an die Softwareentwicklung herangehen, verändert und ein neues Maß an Flexibilität, Skalierbarkeit und Belastbarkeit auf den Tisch gebracht. Das reichhaltige Ökosystem von Java macht es in Kombination mit Frameworks wie Spring Boot und Micronaut zu einer hervorragenden Wahl für die Erstellung von Microservices, die den Anforderungen moderner Anwendungen gerecht werden.

Während wir diese Architektur untersucht haben, wird klar, warum Microservices gegenüber herkömmlichen monolithischen Anwendungen an Popularität gewonnen haben. Sie bieten Modularität und Unabhängigkeit und ermöglichen es Teams, Dienste individuell zu entwickeln, bereitzustellen und zu skalieren. Dies ist besonders wertvoll in einer Welt, in der Cloud-native Funktionen zunehmend zum Standard werden. Die Reise offenbart jedoch auch Herausforderungen wie die Gewährleistung der Datenkonsistenz, die Verwaltung der Kommunikation zwischen Diensten und die Aufrechterhaltung einer robusten Sicherheit über alle Dienste hinweg.

Für Java-Entwickler, die mit Microservices arbeiten, ist es von entscheidender Bedeutung, über die neuesten Fortschritte bei Tools und Praktiken auf dem Laufenden zu bleiben. Die Landschaft entwickelt sich ständig weiter und diejenigen, die sich anpassen, werden am besten in der Lage sein, das volle Potenzial dieser Architektur auszuschöpfen. Die Zukunft von Microservices in Java sieht vielversprechend aus, mit kontinuierlichen Verbesserungen bei Frameworks und Tools, unterstützt von einer wachsenden Community von Entwicklern, die gerne ihr Wissen und ihre Erfahrungen teilen.

Die Einführung von Microservices in Java bedeutet, Türen für die Entwicklung belastbarerer, skalierbarerer und wartbarerer Anwendungen zu öffnen. Durch die Befolgung von Best Practices und das Engagement für kontinuierliches Lernen können Entwickler neue Möglichkeiten in der Softwareentwicklung erschließen, die zu innovativeren und effizienteren Lösungen führen.

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