Avaliação da Evolução da Arquitetura de Microserviços

Nos últimos anos, muitas empresas adotaram a arquitetura de Microserviços para desenvolver sistemas de software. Essa abordagem ajuda a construir sistemas escaláveis e grandes usando pequenos serviços autônomos. No entanto, gerenciar e manter esses microserviços pode ser complicado. Essa complexidade surge porque cada serviço tem sua própria base de código e processo de implantação, o que dificulta garantir a qualidade geral do sistema.

O foco deste trabalho é melhorar a garantia de manutenibilidade para quem trabalha com microserviços. Um novo framework automatizado é apresentado, que avalia a arquitetura dos microserviços, ajudando os profissionais a entenderem diferentes perspectivas do sistema. Ao olhar para vários níveis de detalhe, desde componentes individuais até visões completas do sistema, esse framework visa fornecer insights sobre como os microserviços interagem, como podem ser testados e como seu design pode ser aprimorado.

#Desafios nos Microserviços

Os microserviços podem ser benéficos pela sua capacidade de trabalhar de forma independente, mas também criam problemas. A complexidade de gerenciar muitos serviços pode dificultar o acompanhamento do desempenho e da qualidade. Os profissionais frequentemente têm dificuldade em coordenar mudanças entre vários microserviços, levando a problemas de manutenção e, potencialmente, a custos maiores.

Quando mudanças são feitas em um microserviço, é essencial olhar como essas mudanças afetam todo o sistema. A necessidade de uma visão holística da arquitetura fica clara, especialmente conforme os sistemas evoluem ao longo do tempo. À medida que novas funcionalidades são adicionadas, bugs são corrigidos e dependências crescem, a arquitetura pode se tornar mais complexa e difícil de gerenciar.

#Objetivo do Artigo

Este artigo tem como objetivo apresentar um conjunto de métodos e Métricas que se concentram em avaliar a evolução dos microserviços usando pontos de vista de serviço e de domínio. Esses pontos de vista ajudam a ilustrar como os microserviços interagem e como o sistema como um todo é estruturado. Ao traduzir esses pontos de vista em métricas mensuráveis, este estudo busca acompanhar mudanças na arquitetura de microserviços ao longo do tempo.

#Definindo Pontos de Vista do Sistema

Um ponto de vista ajuda a definir uma maneira específica de olhar para um sistema, servindo como um conjunto de convenções para analisar e interpretar visões arquitetônicas. Nos microserviços, os pontos de vista de serviço e de domínio são úteis para entender o sistema como um todo. O ponto de vista de serviço lida com as interações entre diferentes microserviços, enquanto o ponto de vista de domínio foca nos dados usados por esses serviços.

Embora pesquisas anteriores tenham tratado de aspectos dos microserviços, houve pouca atenção em como medir sua evolução usando esses pontos de vista. Este artigo busca preencher essa lacuna ao fornecer um framework para avaliar as mudanças nos microserviços ao longo do tempo.

#Questões de Pesquisa

Este estudo investiga como avaliar a evolução dos pontos de vista de serviço e de domínio. As perguntas centrais que guiam essa pesquisa são:

1. Como podemos avaliar a evolução do ponto de vista de serviço?
2. Como podemos avaliar a evolução do ponto de vista de domínio?

#Métricas Propostas

Para abordar essas perguntas, este estudo define sete métricas que podem ajudar a acompanhar a evolução dos microserviços. Cada métrica está ligada a aspectos específicos do ponto de vista de serviço ou de domínio.

1. Número de Microserviços: Essa métrica acompanha quantos microserviços existem dentro do sistema ao longo do tempo.
2. Número de Conexões de Microserviços: Isso mede a frequência das interações entre diferentes serviços.
3. Número de Entidades de Dados Persistentes: Isso conta as entidades de dados que são armazenadas dentro do sistema.
4. Número de Entidades de Dados Transitórios: Isso conta as entidades de dados usadas para transferir dados entre serviços, mas que não são armazenadas permanentemente.
5. Número de Relações entre Entidades de Dados: Isso rastreia como as entidades de dados estão conectadas dentro do sistema.
6. Número de Entidades de Dados Candidatas para Mesclagem: Isso conta as entidades de dados que podem potencialmente se sobrepor em termos de propósito e definição.
7. Número de Relações Candidatas para Mesclagem: Isso observa relações potenciais que poderiam ser mescladas devido à duplicação.

Essas métricas fornecem uma base para entender como a arquitetura dos microserviços muda ao longo do tempo.

#Visão Geral do Estudo de Caso

Para ilustrar a eficácia das métricas propostas, um estudo de caso é realizado usando uma aplicação de testbench open-source. Essa aplicação representa um cenário do mundo real onde os microserviços evoluíram através de várias versões. O objetivo é analisar como as métricas refletem mudanças na arquitetura à medida que diferentes versões do sistema são introduzidas.

O estudo de caso foca em três versões diferentes da aplicação. Ao comparar as métricas dessas versões, insights sobre a evolução arquitetônica podem ser extraídos.

#Implementação do Protótipo

Um protótipo foi construído para suportar a análise da arquitetura dos microserviços usando o framework e as métricas propostas. Esta ferramenta ajuda a extrair os dados necessários do código-fonte dos microserviços, permitindo o cálculo das métricas e a visualização das visões arquitetônicas.

O protótipo analisa a estrutura dos microserviços, identificando tanto conexões de serviço quanto relações de dados. Ele também processa o código para detectar entidades de dados persistentes e transitórias.

#Técnicas de Visualização

Visualizar os dados derivados das métricas é crucial para entender a evolução do sistema. Duas técnicas principais de visualização são empregadas:

1. Visualização 3D para a Visão de Serviço: Essa abordagem ajuda a mostrar como diferentes microserviços interagem e as conexões entre eles. O objetivo é fornecer uma imagem mais clara da arquitetura geral, especialmente em cenários complexos.
2. Diagramas de Classes para a Visão de Dados: Esses diagramas representam as entidades de dados e suas relações dentro do sistema, permitindo uma fácil compreensão de como os dados fluem pelos microserviços.

Usando essas técnicas de visualização, os profissionais podem rapidamente entender as mudanças arquitetônicas que ocorreram ao longo do tempo.

#Analisando os Resultados

Ao aplicar as métricas propostas ao estudo de caso, surgem insights significativos sobre a evolução da arquitetura de microserviços.

• O número de microserviços pode flutuar entre diferentes versões, indicando crescimento ou contração na estrutura do sistema.
• Mudanças no número de conexões entre serviços revelam como os padrões de comunicação evoluem dentro do sistema. Um aumento pode indicar crescentes interdependências, enquanto uma diminuição pode mostrar um movimento em direção ao desacoplamento de serviços.
• As métricas relacionadas a entidades de dados persistentes e transitórias fornecem insights sobre como a gestão de dados evolui. Um aumento em entidades transitórias pode sugerir uma tendência em direção a mais processos de transferência de dados, enquanto a estabilidade em entidades persistentes indica consistência nas práticas de armazenamento.

Essas observações ajudam a entender a saúde geral do sistema e apontam áreas que precisam de mais investigação.

#Abordando Problemas Comuns

A arquitetura de microserviços pode apresentar desafios únicos quando se trata de manutenção e evolução. O framework proposto visa abordar muitos desses problemas comuns:

• Complexidade: Ao fornecer métricas e visualizações claras, os profissionais podem gerenciar melhor a complexidade dos microserviços.
• Comunicação: Um melhor entendimento de como os serviços interagem ajuda a identificar gargalos e otimizar fluxos de trabalho.
• Gestão de Dados: Rastrear entidades de dados e suas relações fornece insights sobre problemas potenciais com redundância de dados ou ineficiências.

#Trabalho Futuro

A pesquisa abre várias avenidas para exploração futura. Estudos adicionais podem se concentrar em refinar as métricas para diferentes linguagens de programação ou frameworks, melhorar as capacidades do protótipo e incorporar visualizações adicionais. Além disso, explorar conexões baseadas em eventos e dados dinâmicos pode fornecer ainda mais insights sobre o comportamento do sistema.

#Conclusão

A arquitetura de microserviços oferece enormes benefícios, mas vem com seus desafios. Este trabalho visa melhorar a compreensão e o gerenciamento desses sistemas complexos ao fornecer um framework para avaliar sua evolução através de métricas mensuráveis. A abordagem proposta ajuda os profissionais a obter uma perspectiva holística de como seus sistemas operam, permitindo uma tomada de decisão melhor e uma manutenção aprimorada.

Ao rastrear efetivamente as mudanças arquitetônicas ao longo do tempo, esta pesquisa contribui para uma melhor compreensão dos microserviços e a capacidade de otimizar seu design em resposta às necessidades em evolução. Os insights obtidos com a aplicação das métricas e visualizações propostas podem servir como ferramentas valiosas para desenvolvedores de software e arquitetos, orientando-os em seus esforços para melhorar o desempenho e a confiabilidade dos microserviços.