Pip.ServicesToolkit-マイクロサービス開発の「マスターキー」として

現在、マイクロサービスアーキテクチャを使用してアプリケーションを開発するための既製のフレームワークが多数あります。原則として、フレームワークは2つのタイプに分けられます-異なるプラットフォームで動作できる言語の場合ですが、開発は1つの言語で実行されます-SpringBoot、Nancyなどの例。また、2番目のタイプ（プラットフォーム用）はさまざまなプログラミング言語で動作できますが、コードは選択したプラットフォーム（ServiceFabric、AWS Lambdaの例）でのみ実行できます。しかし、実際には、さまざまなプラットフォームで機能する多言語フレームワークはありません。



私たちのチームは、さまざまな言語で書かれたコンポーネントを含み、多くの場合、さまざまなプラットフォームで動作する必要があるマイクロサービスに基づいてエンタープライズシステムを開発しているため、上記の問題は私たちにとってより重要です。このような要件を満たす既製のソリューションが見つからなかったため、独自のソリューションであるPip.ServicesToolkitを開発しました。このツールを使用すると、多くのプログラミング言語でマイクロサービスを開発でき、クラウド内または構内でこのアプリケーションが実行される場所について実際に心配する必要はありません。



この記事の目的は、実装の詳細に立ち入ることなく、読者にプロジェクトの機能を理解させることです。このツールについてもっと知りたい場合は、猫の下で...

Pip.Servicesとは何ですか？

開発中、私たちは多くのタスクをカバーできるかなり用途の広いツールを作成することを目指しました。設計プロセス中に、製品の基盤を形成する主要な原則が決定されました。

• システムコンポーネントを簡単に変更して新しい機能を追加するには、システムコンポーネントをほとんど接続しないでください。
• 非常に長いライフサイクル-目標は、可能な限り最大の時間、さまざまな言語でサポートできるツールを作成することでした。
• マイクロサービスアーキテクチャとモノリシックの両方のアプリケーションを開発する機能
• 開発されたアプリケーションは、オンプレミスであれクラウドソリューションであれ、任意のプラットフォームに展開できる必要があります。また、クラウドもオペレーターに依存しないようにする必要があります。
• ツール自体の原則を維持しながら、開発で使用されるプログラミング言語の最大数のサポート、および通信中に異なる言語で記述されたサービスの相互の互換性

Pip.Services Toolkitは、一般的なプログラミング言語を使用してマイクロサービスおよびモノリシックアプリケーションを開発できるようにする広範なツールセットを表しています。Pip.Services Toolkitは、必要なすべての機能とデータ構造を操作するためのツールを開発しました。必要なものがない場合は、開発者から必要になる可能性があり、自分で簡単に追加できます。



Pip.Services Toolkitは真の多言語であり、次の概念に準拠しています。



コードでの対称的な実装

• , , . ,

• — ,
• —
• — ,

構造をより視覚的に表現するために、ツールキットの構造図を見てみましょう。







記事の冒頭で述べたように、ツールキットは多言語対応です。現在、6つのプログラミング言語で実装されており、その中には人気のある（Java、Node.js、Python、.Net Core）と開発中の（Go、Dart）の両方があります。これは図の灰色のレイヤーです。

ご覧のとおり、これは、独自のコンポーネント（図の緑色のレイヤー）の迅速な開発を目的とした、言語間のプリミティブと共通のテンプレートを備えたパッケージのセットに基づいています。ツールキットの主要コンポーネントのライブラリは、それらに基づいて実装されています

すでに基本コンポーネントに基づいて、ユーザーコンポーネントとシステムコンポーネントが実装されています。これは2番目のグリーンレイヤーです。



図の青い層は、特定の方向で作業するための基本的なライブラリのセットです。コンテナの実装（IoC）、データの操作、同期交換（RPC）、非同期交換（メッセージング）です。これらはスタンドアロンコンポーネントとして機能することができますが、特定のテクノロジーで機能する追加コンポーネントの特定の実装を構築するための基本的なインターフェイスと原則も提供します。スタックの一番上の図に示すように、例として、AWSとAzureのコンテナーを実装し、MongoDbでデータ操作を実装し、MemcachedとRedisで分散キャッシュとロックを実装します。

Pip.Servicesツールキットのマイクロサービス-内部の外観

開発の実践は、多くの異なるタイプの設計の中で、緩く結合されたコンポーネントからマイクロサービスを構築することが好ましいことを示しています。Pip.Services Toolkitは、開発者のマイクロサービス構造に制限を課しません。



すべての開発者は自分の道を自由に選ぶことができます。ただし、コンポーネントの設計はPip.ServicesToolkitで強力にサポートされています。このアプローチのおかげで、いくつかのタスクが解決されます。

• 個々のコンポーネントの開発とテストが簡素化されます。
• 各コンポーネントを残りのコードから分離し、テストでのその依存関係を単純なモックに置き換えることができます。
• コードを変更せずに、構成ファイル内のマイクロサービスコンポーネントの構成を変更するだけで、マイクロサービスを特定のプラットフォームに再構成し、インフラストラクチャサービス、通信、またはデータベースを置き換えることが可能になります。
• . . , .
• , , :
  
  
  
  
• . :
• , ( ).
• , , ( ).
• キャッシング、モニタリング、構成、同期などの追加コンポーネント。原則として、これらのコンポーネントは標準セットから追加され、さまざまなインフラストラクチャサービスおよびプラットフォーム（灰色）との統合に幅広い選択肢を提供します。
• クライアントライブラリを実装して、マイクロサービスの使用を簡素化できます。マイクロサービスを操作するためのユーザーフレンドリーなインターフェイスを提供し、低レベルの通信の詳細を非表示にします（青）。

マイクロサービスを構築し、Pip.Services Toolkitでコンポーネントを構成するには、構成ファイルを使用します。このような構成の例を次に示します



。config.yml

---
# Container descriptor
- descriptor: "pip-services:context-info:default:default:1.0"
 name: "hello-world"
 description: "HelloWorld microservice"
# Console logger
- descriptor: "pip-services:logger:console:default:1.0"
 level: "trace"
# Performance counter that post values to log
- descriptor: "pip-services:counters:log:default:1.0"
# Controller
- descriptor: "hello-world:controller:default:default:1.0"
 default_name: "World"
# Shared HTTP Endpoint
- descriptor: "pip-services:endpoint:http:default:1.0"
 connection:
   protocol: http
   host: 0.0.0.0
   port: 8080
# HTTP Service V1
- descriptor: "hello-world:service:http:default:1.0"
# Heartbeat service
- descriptor: "pip-services:heartbeat-service:http:default:1.0"
# Status service
- descriptor: "pip-services:status-service:http:default:1.0"

      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

マイクロサービスがラップされているコンテナは、記述子に基づいて、ファクトリを使用してそのような構成を読み取り、必要なコンポーネントを作成し、構成パラメータをそれらに渡し、コンポーネントを相互にバインドして、アクティブなプロセスを開始します。



このアプローチにより、統合サービスを設計し、実行可能環境で直接環境変数を使用して特定のタスクの「微調整」を実行できます。

コードを変更せずにモノリスからマイクロサービスに移行

これとは別に、ソースコードを変更せずに、アプリケーションで使用されるアーキテクチャを変更できる可能性があることに注意してください。この機会を例を挙げて考えてみましょう。



クライアントがサービスを操作するために使用するファサードがあるとします。たとえば、Bluetoothビーコン（ビーコン）を操作するロジックを実装するサービスを使用します。モノリシックアプリケーションモードで起動すると、構成ファイルには、コンポーネント記述子を含む次のセクションが含まれます。

# Beacons components
- descriptor: "pip-services-beacons:persistence:mongodb:default:*"
- descriptor: "pip-services-beacons:controller:default:default:*"
- descriptor: "pip-services-beacons:client:direct:default:*"

      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

この構成は、実際にはモノリシックコードの形式でファサードの一部としてビーコンサービスを作成し、それらの間の相互作用は、次の図からわかるように、単一のコンテナー内で直接クライアントを介して実行されます。







ただし、構成テキストを少し変更すると、ビーコンサービスは別のマイクロサービスになり、ファサードはhttpクライアントを介して連携します。これを行うには、ファサード構成のコントローラーと永続性のあるセクションを削除し、クライアントタイプを直接からhttpに変更します 。正しく動作させるには、現在個別に実行されているマイクロサービスビーコンのアドレスとポートを指定し、ファサードを再起動して新しい構成を読み取る必要があります。 また、ビーコンを使用して別のマイクロサービスを実行する必要があります。これには、次の構成を使用できます。



# Beacons components

- descriptor: "pip-services-beacons:client:http:default:*"

connection:

protocol: "http"

host: "any.where.com"

port: 8086



# Http Endpoint 
- descriptor: "pip-services:endpoint:http:default:*"
  root_path: ""
  connection:
    protocol: "http"
    host: "0.0.0.0"
    port: 8086

# Beacons API V1
- descriptor: "pip-services-beacons:service:http:default:1.0"

# Hearbeat service
- descriptor: "pip-services:heartbeat-service:http:default:1.0"

# Status service
- descriptor: "pip-services:status-service:http:default:1.0"

      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

アーキテクチャの観点からは、次のようになります。







ご覧のとおり、このようにして、展開に多くのリソースを費やすことなく、最初にモノリスの形式でアプリケーションを作成できますが、スケーリングが必要になるとすぐに、構成を簡単に変更する必要があります。マイクロサービスへの移行は、Pip.ServicesToolkitの主な利点の1つです。

Pip.Servicesプロジェクトからの追加ツール

Pip.Servicesには、Pip.ServicesToolkitだけが含まれているわけではありません。私たちの作業の過程で、マイクロサービスの開発に便利ないくつかの追加ツールを開発しました。-

既製のマイクロサービスのライブラリ-すぐに使用できるマイクロサービスのカタログが6つのカテゴリに分類されています。

• – . , , , ..
• – , , ,
• – ,
• – , , .
• – , ,
• — , , ;
• ベンチマークは、開発されたアプリケーションとマイクロサービスのパフォーマンスをテストするための一連のユーティリティです。

-テンプレートライブラリ-マイクロサービス開発用のテンプレート、ワークスペースのカスタマイズ、CI / CDテンプレート、ファサードテンプレートなど、テンプレートを含むいくつかのカテゴリが含まれています。--PowerShell SeleniumWebDriver

- PowerShellからSeleniumを操作するための開発されたドライバー。

これらのツールはすべて、Pip.ServicesWebサイトで入手できます。

結論

記事の最後に、Pip.Services Toolkitは、さまざまなプログラミング言語を使用したマイクロサービスシステムの開発を簡素化し、さまざまなローカルおよびクラウドプラットフォームでの展開を提供するパターンとコンポーネントのセットであることを追加したいと思います。このセットには、データの送信と処理、データベースの操作、さまざまな同期および非同期プロトコルを使用した情報の転送、監視機能、エラー処理などの一般的な機能を実装する疎結合コンポーネントを使用して、高度にカスタマイズ可能なマイクロサービスの作成を容易にするパターンが含まれています。同時に、Pip.Services Toolkitは簡単に拡張でき、継承ではなく構成に基づいた設計のおかげで、他のライブラリやフレームワークと共存できます。



一般的な原則と構造、および実装の対称性により、開発者は最短時間で1つの言語から別の言語に簡単に切り替えることができます。また、相互運用性により、さまざまな言語で記述されたマイクロサービスの完全な互換性がすぐに提供されます。



ライブラリ内のすべてのマイクロサービスは、実際のシステムでテストおよび使用されています。プロジェクトでPip.ServicesLibraryを使用したおかげで、バックエンドの開発時間を最大30％短縮することができました。



Pip.Servicesは活発に開発されており、ほぼ毎月、新しいツールとマイクロサービスが追加または拡張されています。



必要な情報のほとんどはすでにサイトにありますが、私たちはまだ積極的に新しい資料でそれを補足し、それに取り組んでいます。



2020年11月の時点で、このツールキットに基づいて、1,000を超えるマイクロサービスが、高度な信頼性、高い開発速度、および統合の容易さで実装されています。その結果、同社のリーダーたちは、アーキテクチャの成功したソリューションを社会と共有し、より多くの経験豊富な開発者の努力によってプロジェクトのさらなる開発を確実にするために、製品を完全にオープンソースステータスに移行することを決定しました。



この記事は概要のみを目的としており、実装の詳細な例はありませんので、あまり蹴りすぎないでください。以下の出版物では、このツールキットを使用して機能するマイクロサービスを実装する方法を理解しようとします。



このツールキットについて質問がある場合は、コメントまたは当社のWebサイトに示されている通信チャネルを通じて質問してください。確実に回答します。



リンク：www.pipservices.org