Monolítico versus microsserviços: principais diferenças

De sites de comércio eletrônico a sistemas de pagamento globais e plataformas empresariais, a arquitetura de software é a espinha dorsal de qualquer sistema digital. Ela determina como os componentes individuais e os serviços de software se comunicam e trabalham juntos para proporcionar experiências de usuário perfeitas.

A escolha de uma abordagem arquitetônica econômica é fundamental para as soluções de sistemas de pagamento globais, em que a simplicidade, o desempenho, a segurança e a escalabilidade são essenciais.

Neste artigo, exploramos essas duas principais abordagens de arquitetura de software: arquitetura monolítica e arquitetura de microsserviços. Analisamos a fundo cada abordagem, avaliamos seus principais benefícios e limitações e fornecemos orientações para ajudar você a escolher a mais adequada às suas necessidades de negócios e ambições de crescimento.

O que é arquitetura monolítica?

A arquitetura monolítica é o modelo tradicional de desenvolvimento de software caracterizado por um sistema de software unificado criado em uma única base de código. Nesse modelo, todos os componentes de software distintos do aplicativo são fortemente integrados e implantados como uma única unidade coesa. Por esse motivo, os aplicativos monolíticos tendem a ter uma base de código grande e complexa que é armazenada em um sistema de controle centralizado.

A arquitetura monolítica combina gerenciamento de banco de dados, interfaces de usuário e elementos de aplicativos do lado do servidor, como camadas de acesso a dados, lógica comercial e módulos de autenticação. Como esses componentes são interdependentes, cada um deve estar presente e totalmente funcional para que o aplicativo funcione corretamente. Você pode pensar na arquitetura monolítica como uma casa tradicional em que a cozinha, a sala de estar e os quartos fazem parte de uma única estrutura. Se um cômodo precisar de reparos, você geralmente terá que afetar a casa inteira.

Os casos de uso comuns de arquitetura monolítica incluem aplicativos em estágio inicial, plataformas corporativas internas e sistemas de software desenvolvidos por equipes menores.

Vantagens da arquitetura monolítica

A arquitetura monolítica oferece várias vantagens, incluindo desenvolvimento otimizado e implementação simplificada, maior eficiência de desempenho e testes otimizados.

Simplicidade no desenvolvimento inicial

Os sistemas de arquitetura monolítica são mais rápidos e mais simples de desenvolver durante os estágios iniciais do ciclo de vida de desenvolvimento de software.

Como as equipes de desenvolvimento trabalham em uma única base de código, não há necessidade de gerenciar a complexa comunicação entre serviços. Isso diminui a complexidade operacional do desenvolvimento de aplicativos e reduz o risco de sobrecarga de coordenação.

Simplicidade na implementação

Normalmente, os aplicativos monolíticos são implantados como uma única unidade, o que centraliza o gerenciamento e a administração. Em alguns casos, a implementação pode ser tão simples quanto copiar o aplicativo empacotado em um servidor.

Eficiência de desempenho

Ter uma única base de código simplifica o registro, o gerenciamento de configuração e o monitoramento do desempenho. Como os componentes se comunicam diretamente no mesmo sistema, os aplicativos monolíticos com um pequeno número de usuários e threads geralmente apresentam menor latência e tempos de resposta mais rápidos.

Facilidade de teste e depuração

Devido à sua simplicidade inerente, os sistemas de arquitetura monolítica são mais fáceis de manter e depurar. Como todos os componentes existem em um único ambiente, as equipes de desenvolvimento podem testar o aplicativo como um todo e facilitar a solução de problemas.

Os aplicativos monolíticos também incorporam menos partes em comparação com a arquitetura orientada a serviços, por exemplo, o que reduz o número de variáveis e cenários de teste.

Limitações de escalabilidade e integração

Apesar de sua simplicidade e facilidade de desenvolvimento inicial, os sistemas de arquitetura monolítica enfrentam desafios significativos relacionados à escalabilidade, integração e manutenção à medida que os aplicativos aumentam de tamanho e complexidade.

Restrições de escala vertical

Por serem fortemente interdependentes, os sistemas monolíticos podem ser difíceis de atualizar e escalonar ao longo do tempo. Normalmente, eles exigem o dimensionamento de todo o aplicativo. Quando um componente precisa ser atualizado, outros elementos também podem precisar de dimensionamento, e o aplicativo inteiro precisa ser recompilado, testado novamente e implantado.

Para lidar com as demandas de dimensionamento, as equipes de engenharia geralmente precisam implementar várias cópias de todo o aplicativo monolítico em diferentes servidores, o que pode ser ineficiente e consumir cada vez mais tempo.

Desafios de integração

A integração de novas tecnologias ou serviços de terceiros a aplicativos monolíticos geralmente é complicada.

O forte acoplamento dos componentes torna a integração menos flexível e cada vez mais difícil de gerenciar sem interromper todo o sistema. Por exemplo, uma alteração em uma área, como o módulo de autenticação, pode afetar todo o sistema e exigir uma reimplantação completa.

Gargalos e implementação mais lenta

Com o tempo, uma base de código monolítica pode ficar inchada, levando a um desempenho mais lento e a ciclos de implementação mais longos. À medida que o aplicativo cresce, pode ser necessário atualizar as estruturas subjacentes ou as linguagens de programação para que permaneçam seguras e funcionais.

No entanto, esse processo geralmente consome muitos recursos e é ineficiente em termos de custo, pois até mesmo pequenas atualizações podem afetar involuntariamente funções não relacionadas.

O que é arquitetura de microsserviços?

Os microsserviços são um tipo de arquitetura de software em que o aplicativo é desenvolvido por meio de uma coleção de serviços menores e implantáveis de forma independente. Esses serviços geralmente se comunicam por meio de APIs ou sistemas de mensagens assíncronas, o que permite que eles interajam sem dependência direta. Cada serviço lida com uma função comercial específica e opera em seu próprio ambiente.

A arquitetura de microsserviços tornou-se cada vez mais popular com o surgimento da computação em nuvem e das tecnologias de conteinerização. Atualmente, ela é a principal abordagem arquitetônica para a criação de sistemas distribuídos. Empresas como Netflix, Amazon e PayPal adotaram microsserviços para dar suporte a seus aplicativos complexos e de alta demanda.

Vantagens da arquitetura de microsserviços

A arquitetura de microsserviços é adequada para aplicativos cada vez mais complexos e dimensionáveis, que exigem implantação e desenvolvimento contínuos.

Escalabilidade independente

A arquitetura de microsserviços permite que as organizações dimensionem os serviços de forma independente, com base na demanda em tempo real e no desempenho do sistema. Essa flexibilidade mantém o alto desempenho durante picos de tráfego e aumenta a eficiência dos recursos.

Maior flexibilidade na tecnologia

Como os serviços podem ser desenvolvidos de forma independente, as equipes de engenharia podem escolher a melhor linguagem de programação ou banco de dados para cada serviço. Por exemplo, um mecanismo de recomendação pode usar Python com bibliotecas de aprendizado de máquina, enquanto um serviço de bate-papo em tempo real pode usar WebSockets e um banco de dados NoSQL.

Desenvolvimento e implementação mais rápidos

Várias equipes podem desenvolver, testar e implementar novos recursos ao mesmo tempo. Essa abordagem modular reduz os gargalos, acelera o tempo de colocação no mercado e oferece suporte a atualizações frequentes.

Resiliência aprimorada

Como os microsserviços funcionam de forma independente, uma falha em um serviço não derruba todo o sistema. Essa redundância integrada melhora o tempo de atividade e a tolerância a falhas por meio da separação de serviços.

Integração perfeita

Os microsserviços são inerentemente criados para comunicação baseada em API, facilitando a integração com serviços de terceiros ou parceiros.

Desafios no gerenciamento e na coordenação

Embora os microsserviços ofereçam escalabilidade e flexibilidade para sistemas complexos, eles também enfrentam desafios significativos de gerenciamento e coordenação.

Complexidade operacional

O gerenciamento de serviços independentes em vários ambientes requer uma infraestrutura robusta e equipes de engenharia experientes. À medida que o número de serviços aumenta, pode ser difícil coordenar os esforços de dimensionamento, as atualizações e os cronogramas de implementação entre as equipes. A integração contínua, a coordenação entre equipes e a orquestração de contêineres são essenciais para gerenciar os microsserviços com eficiência.

Monitoramento e depuração

A solução de problemas em serviços pouco conectados geralmente é difícil sem ferramentas centralizadas de registro e rastreamento. A identificação da causa raiz dos problemas pode envolver o rastreamento de solicitações em vários serviços e ambientes, o que pode consumir muito tempo.

Problemas de consistência de dados

Conseguir uma consistência forte de dados em um sistema distribuído é inerentemente complexo. Os desenvolvedores geralmente precisam implementar transações de compensação ou confiar em modelos de consistência eventuais para manter a confiabilidade e a segurança dos dados.

Custos indiretos de comunicação

As interações baseadas em rede entre diferentes microsserviços geralmente levam à latência da rede e a possíveis pontos de falha. À medida que o número de dependências de serviço aumenta, o mesmo acontece com o desempenho geral do sistema e o risco de falhas de comunicação.

Qual é a comparação entre a arquitetura monolítica e a de microsserviços?

Escolher entre a arquitetura monolítica e a de microsserviços costuma ser uma decisão crítica que molda a forma como o software é criado, dimensionado e mantido. Cada abordagem oferece vantagens e desafios distintos, desde a velocidade de desenvolvimento e a estrutura da equipe até a flexibilidade de implementação e a escalabilidade de longo prazo.

A tabela abaixo mostra uma comparação entre arquiteturas monolíticas e de microsserviços e ajuda você a determinar qual modelo se alinha melhor às suas metas técnicas e necessidades comerciais.

Por que os microsserviços são ideais para sistemas de pagamento globais

Devido à sua escalabilidade, resiliência e flexibilidade inerentes, a abordagem de microsserviços é mais adequada para dar suporte a sistemas de pagamento globais.

Lidar com grandes volumes de transações

A arquitetura de microsserviços foi criada para lidar com grandes volumes de transações com precisão e eficiência. Como os microsserviços individuais podem ser dimensionados de forma independente sem afetar todo o sistema, os provedores de pagamento podem alocar recursos de forma estratégica. Isso é particularmente importante para as organizações que desejam entrar em um novo mercado e expandir sua base de clientes.

Os aplicativos de microsserviços também permitem que os sistemas de pagamento lidem com picos repentinos no volume de transações e mantenham uma operação tranquila durante períodos de alto tráfego, como a Black Friday ou o Natal. Empresas como Google e Amazon contam com a orquestração de microsserviços orientada por IA para gerenciar cargas de tráfego flutuantes e manter a confiabilidade entre fusos horários e regiões.

Suporte a vários métodos de pagamento

Com a arquitetura de microsserviços, os sistemas de pagamento podem suportar a integração eficiente de diferentes métodos de pagamento. Os aplicativos de microsserviços permitem integrações modulares com vários métodos de pagamento, inclusive cartões de crédito e débito, carteiras digitais, códigos QR e transferências bancárias. Essa flexibilidade permite que as organizações atendam às crescentes demandas do mercado e às preferências dos clientes.

Garantir disponibilidade e segurança

A arquitetura de microsserviços garante alta disponibilidade e reduz o tempo de inatividade, o que é fundamental para a confiança do cliente nos pagamentos globais. Se um serviço falhar, ele poderá ser isolado e reiniciado sem interromper o processamento de pagamentos ou afetar outros serviços.

Os microsserviços também permitem que as organizações dimensionem componentes essenciais do sistema de pagamento, como autorização de pagamento, avaliação de risco ou detecção de fraude, de forma independente. Essa escalabilidade direcionada oferece suporte à segurança aprimorada e fortalece a resiliência do sistema. Com o isolamento adequado dos serviços, mecanismos de fallback e balanceamento de carga entre serviços e regiões, os provedores de pagamento podem manter transações seguras e ininterruptas, mesmo durante os horários de pico ou falhas parciais do sistema.

Inovação mais rápida

A arquitetura de microsserviços facilita o desenvolvimento e a implantação mais rápidos de novos recursos e capacidades de pagamento, como integrações de programas de fidelidade ou checkouts com um clique. As equipes de desenvolvimento podem trabalhar em serviços independentes ao mesmo tempo, implementar atualizações e testar novos recursos sem coordenar uma versão completa do sistema. Essa independência acelera o tempo de colocação no mercado e permite a inovação rápida.

Um provedor de pagamentos europeu poderia implementar verificações de impostos ou de conformidade específicas da região, sem alterar o sistema principal usado em outras regiões. Isso permite que as organizações de pagamento façam experiências localmente e se adaptem às mudanças nas condições do mercado sem interrupções em todo o sistema.

Quando escolher a arquitetura monolítica

A arquitetura monolítica é adequada para aplicativos menores ou projetos em estágio inicial com complexidade limitada. Um aplicativo de faturamento local ou um sistema de ponto de venda de nicho pode, por exemplo, se beneficiar de uma abordagem monolítica.

Também é ideal para empresas iniciantes que desejam desenvolver e implantar rapidamente com um orçamento limitado. Pequenas equipes de engenharia e DevOps podem criar e gerenciar com eficiência sistemas monolíticos, sem as complexidades operacionais dos microsserviços. A arquitetura monolítica geralmente serve como ponto de partida para produtos mínimos viáveis (MVPs) e projetos de prova de conceito, o que permite que as empresas testem seus produtos no mercado antes de escalonar para sistemas distribuídos mais complexos.

Transição de monolítico para microsserviços

O processo de transição de uma arquitetura monolítica para microsserviços é uma forma de modernização de aplicativos. Muitas empresas conhecidas, como Netflix, Spotify e Instagram, começaram como aplicativos monolíticos que, mais tarde, fizeram a transição para a arquitetura de microsserviços baseada em nuvem. Essa transição costuma ser um processo complexo que exige planejamento e execução cuidadosos.

Os desafios comuns incluem refatoração, gerenciamento de dados e limites de serviço. As empresas precisam primeiro identificar os limites dos serviços para dividir a base de código unificada em serviços menores e implementáveis de forma independente. O gerenciamento de dados compartilhados entre esses serviços também apresenta algumas dificuldades, principalmente quando bancos de dados centralizados anteriormente precisam ser particionados ou reprojetados.

Garantir a compatibilidade com versões anteriores é fundamental durante a migração, pois os sistemas legados podem precisar coexistir com os serviços recém-implantados. Por fim, minimizar o tempo de inatividade durante todo o processo de migração é essencial para manter a continuidade do serviço e evitar interrupções para os usuários finais.

Práticas recomendadas para a implantação de microsserviços

A migração bem-sucedida geralmente segue uma abordagem gradual, apoiada por práticas sólidas de DevOps e estratégias de teste abrangentes.

A migração incremental permite que as organizações introduzam microsserviços em fases sem interromper todo o sistema. Elas podem começar com um componente do aplicativo, como a interface do usuário, e dissociar gradualmente outros módulos com base nas prioridades comerciais e na viabilidade técnica. Por exemplo, uma plataforma de comércio eletrônico pode primeiro isolar sua interface de usuário como um serviço autônomo e, em seguida, desacoplar progressivamente módulos como processamento de pedidos e gerenciamento de estoque.

As organizações devem aplicar os princípios do Domain-Driven Design (DDD) para definir recursos claros e garantir que cada microsserviço tenha uma responsabilidade focada e coesa. Com a estratégia certa em vigor, as organizações podem evoluir gradualmente para uma arquitetura de microsserviços que ofereça suporte à inovação e à escalabilidade de longo prazo. A observabilidade e o registro devem ser priorizados no início do processo, a fim de garantir a detecção oportuna de possíveis problemas e manter a confiabilidade do sistema.

À medida que o sistema se torna mais distribuído, a automação garante um fluxo operacional suave entre os serviços. Ela agiliza a implantação, permite testes rápidos e simplifica a reversão por meio de procedimentos robustos de pipelines de CI/CD. Isso reduz o trabalho manual e mantém as operações consistentes em todos os ambientes.

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Conclusão

A evolução da engenharia de software impulsionou o desenvolvimento de novos estilos de arquitetura que atendem às demandas dos aplicativos modernos. No centro dessa mudança está a distinção entre arquiteturas monolíticas e de microsserviços. Os sistemas monolíticos consolidam todos os componentes do aplicativo em uma única base de código unificada, o que simplifica o desenvolvimento e a implementação iniciais, a solução de problemas e os testes. A arquitetura monolítica é mais relevante para equipes menores ou aplicativos com complexidade limitada, em que uma abordagem econômica e direta é suficiente. No entanto, esses sistemas geralmente têm dificuldades para escalar com eficiência, gerenciar cargas crescentes de usuários ou dar suporte a necessidades comerciais em evolução.

Os microsserviços, por outro lado, dividem os aplicativos em serviços pouco acoplados e implantáveis de forma independente. Esse design modular permite o desenvolvimento independente, atualizações mais rápidas e maior resiliência. Para os provedores de pagamento que operam em escala global, os microsserviços oferecem vantagens tangíveis: escalabilidade aprimorada, integração perfeita com serviços de terceiros, isolamento de falhas e flexibilidade para desbloquear novos recursos comerciais com o mínimo de tempo de inatividade. Apesar da complexidade do gerenciamento e da possível sobrecarga na comunicação entre serviços e na consistência dos dados, os microsserviços são muito adequados para ambientes de alto crescimento e com muitas transações.

À medida que o setor de pagamentos continua a evoluir com novas tecnologias, a arquitetura de software continua sendo um elemento fundamental que molda seu futuro. Independentemente de sua organização estar criando uma plataforma de pagamento do zero ou planejando uma transição em fases para microsserviços, é fundamental alinhar suas decisões de arquitetura com sua visão de longo prazo. Considere suas metas comerciais de longo prazo, as necessidades de escalabilidade e as restrições operacionais para escolher o estilo de arquitetura que permite que seu sistema cresça, se adapte e prospere.