München, 05. Aug. 2019 - Der „tanzende Monolith“: Wie es nach Ansicht des IT-Dienstleisters Consol gelingt, das klassische Architekturmodell zu modernisieren…
Zum Beitrag: Trotz ihres nicht guten Images sind monolithische Applikationen in einigen Fällen die bessere Wahl gegenüber einer Microservices-Architektur. Microservices-Architekturen hingegen gelten als die Crème de la Crème der Software-Entwicklung, und dies nicht zu Unrecht: sie sind sauber strukturiert, granular skalierbar, ressourcenschonend, leicht erweiterbar und unterstützen die agile Software-Entwicklung in Teams. Mit einem lose gekoppelten "Microservices-Zoo" handeln sich IT-Abteilungen in diesem stark verteilten System aber auch einen gewissen Overhead hinsichtlich Verwaltung und Kommunikation ein, der den großen Mehraufwand nicht immer rechtfertigt.
Gerade bei kleineren Software-Projekten mit überschaubarem Skalierungsbedarf und kleineren Entwicklungs-Teams, einer Situation, wie man sie oft in mittelständischen Unternehmen vorfindet, sind Microservices eher ungeeignet. Dort empfiehlt Consol eine Software-Entwicklungsmethodik, die monolithisch startet, jedoch bei Bedarf auch die Vorteile von Microservices nutzen kann. Oliver Weise, Software-Architekt bei Consol (1) erklärt für Sie nachfolgend die Grundprinzipien, wie Programmierer sich das Beste aus beiden Welten zunutze machen und flexible, ressourcenschonende und cloud-fähige Software „am Stück“ entwickeln können:
1. Prinzip: Sourcecode sauber nach Funktionalitäten strukturieren
"Sinnvoll ist, auch im Monolithen eine klare vertikale Trennung nach Funktionalitäten vorzunehmen, die über Schnittstellen lose miteinander gekoppelt sind. Modularisierungs-Frameworks wie OSGi oder Jigsaw können Programmierer dabei unterstützen, diese Trennung im Sourcecode einzuhalten. Die Komponenten werden gemeinsam bereitgestellt (Deployment), in einem gemeinsamen Prozess betrieben und skalieren auch nur „am Stück“, das heißt über weitere Instanzen des Gesamt-Deployments. Für sehr viele Anwendungsfälle ist diese Skalierbarkeit durchaus ausreichend. Sollte sich später im Betrieb herausstellen, dass eine Software-Komponente zeitweilig einen besonders hohen Skalierungsbedarf hat, lässt sie sich dank der internen Modularisierung immer noch extrahieren und als separaten Microservice betreiben.
2. Prinzip: Ressourcen-Exzesse vermeiden
Die berüchtigten Ressourcen-Exzesse existierender monolithischer Applikationen sind eher auf veraltete Plattformen und Legacy-Konzepte als auf die Architektur zurückzuführen. In vielen Fällen können Monolithen ebenfalls sparsam im Ressourcenverbrauch sein, vorausgesetzt, sie bedienen sich moderner Entwicklungsplattformen und Prinzipien, etwa durch die Verwendung externer Caching-Dienste wie zum Beispiel Redis. So lassen sie sich auch auf Cloud-Plattformen wie Kubernetes ausrollen und problemlos zwischen den Cluster-Knoten bewegen. Vorausgesetzt, der Fokus der Software-Entwickler liegt von Anfang an auf bewusster Ressourcenverwaltung und schnellem Startup sowie Shutdown. Entpuppt sich eine Komponente im Nachhinein trotzdem als Ressourcenfresser, kann sie relativ einfach extrahiert und der Ressourcenverbrauch reduziert werden.
Abb. 1: Bei kleineren Software-Projekten mit überschaubarem Skalierungsbedarf und kleineren Entwicklungs-Teams empfiehlt Consol eine Software-Entwicklungsmethodik, die monolithisch startet, jedoch bei Bedarf auch die Vorteile von Microservices nutzen kann. (Quelle: fotolila)
3. Prinzip: Die Best Practices der 12-Faktor-App-Methodik berücksichtigen
Die 12-Faktor-App-Methodik ist eine Sammlung von Best Practices zur Entwicklung von Software-as-a-Service-Applikationen für die Private und die Public Cloud. Wesentliche Bestandteile der Empfehlungen sind eine saubere Kapselung der einzelnen Sourcecode-Komponenten und klare Schnittstellen zu Betriebssystemen und Services. Die Methodik empfiehlt, implizite Abhängigkeiten zu Bibliotheken und System-Tools zu vermeiden und alle vorhandenen Abhängigkeiten explizit zu deklarieren. Orientieren sich Software-Entwickler konsequent an den Best Practices der 12-Faktor-App-Methodik, werden auch monolithische, in Containern betriebene Anwendungen flexibel, agil, cloud-fähig und ressourcenschonend.
4. Prinzip: Den Monolithen zum Tanzen bringen
Moderne Release-Prozesse mit vollautomatisierten Tests, unveränderlichen Deployments und Infrastruktur-Automation eignen sich auch für monolithische Architekturen. Da man nur einen Prozess braucht, im Vergleich zu einer Microservices-Umgebung, die viele Prozesse benötigt, spart ein Monolith sogar Aufwand. Zwar gibt es an einem Monolithen mehr zu testen als an einem Microservice, was die Laufzeit des Prozesses in die Länge treibt. Durch Parallelisierung ist dies in der Regel aber in den Griff zu bekommen.
Eine weitere Voraussetzung dafür, flexible Monolithen zu entwickeln, ist neben der Berücksichtigung der technischen Best Practices auch der Abbau von organisatorischen Hindernissen im Unternehmen. Träge Freigabeprozesse für Releases oder für den Einsatz moderner Software-Entwicklungsplattformen, mangelnde Kommunikation und fehlendes Vertrauen zwischen Development und Operations haben in der Vergangenheit monolithischen Anwendungen oft zu schaffen gemacht. Ein Monolith darf niemals die Entschuldigung dafür sein, DevOps-Prinzipien zu vernachlässigen oder ganz zu verhindern.
Fazit: „Ein flexibler, beweglicher Monolith kann durchaus heute noch in der modernen IT bestehen und ist bei kleineren Projektvorhaben oft noch immer die beste Wahl“.
(1) Das Foto zeigt Oliver Weise, Software-Architekt beim Münchner IT-Dienstleister Consol. (Quelle: Consol)
Querverweis zu weiteren (Consol-)Fachbeiträgen: