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第5回　マイクロサービスとは (宮崎悟) 2022年10月

前回は、コンテナオーケストレーションのデファクトスタンダードであるkubernetesについて説明しました。今回は、クラウドネイティブを構成する技術である、マイクロサービスについて説明します。

マイクロサービスとは

マイクロサービスは、ソフトウェアが持つ機能を細かいサービスとして複数に分け、それぞれを連携させてシステムを動作させるアーキテクチャです。

モノリシックとマイクロサービス

マイクロサービスは、複数の機能を1つのアプリケーションで動作させるモノリシックアーキテクチャと対比されます。以下で、モノリシックとマイクロサービスを比較してみます。

モノリシック
- 複数の機能を、1つのアプリケーションとして動作
  - 1つのコンピュータ言語で記述し、開発環境を統一できる
  - 変更した機能を反映するためには、アプリケーション自体を再起動する
  - 処理の状態(ステート)を持つことができ、ステートの内容で処理を変更できる
- 機能間の連携をメモリ上で行う
  - ボトルネックが少なく高速
- フォークやスレッドにより処理を並列に行う
- ロードバランサにより複数サーバで処理を並列化
- メモリ使用量が多い
マイクロサービス
- 複数の機能を、機能ごとにアプリケーションとしてサービスを動作させる
  - 複数のコンピュータ言語で記述できる
  - 変更したアプリケーションのみを再起動する
- 機能間の連携は、ネットワーク経由
  - モノリシックよりも連携が低速
  - 同じホストだけでなく、違うホスト上のアプリケーションも使用可能
  - 処理の状態(ステート)を持つことをしない
- アプリケーションを複数起動することで、処理を並列に行う
  - 負荷の多いアプリケーションのみを増やすことが可能
  - 問題が発生しても、すべてのアプリケーションを再起動しなくても良い

なぜマイクロサービスなのか

上記に述べたように、両方ともメリット・デメリットのあるアーキテクチャです。では、なぜマイクロサービスが注目されてきているのか、それはコンピュータ環境の変化によるものです。

コンピュータの世界では、ムーアの法則にそって処理速度を更新してきました。ムーアの法則を簡単に言うと「集積回路(LSI)上のトランジスタ数は2年毎に2倍となる」で、年数ごとにコンピュータ(CPU)の処理速度が早くなるという法則です。しかしムーアの法則は、現在のアプローチでは物理的な限界を突破できず、コンピュータの処理速度は停滞しています。

現在では、複数のCPU(マルチコア)を持つことで、処理速度ではなく処理量を増やしています。モノリシックなアプリケーションではサーバを複数用意して処理量を確保したり、一部を別アプリケーションで動作させて対処しています。このような環境では、モノリシックなアプリケーションではデメリットが生じます。例えば、アプリケーションの肥大、開発ペースの低下、アプリケーションの陳腐化、サーバ追加時のコスト増などです。

マイクロサービスは、モノリシックなアプリケーションの処理の一部を切り出し、サービス化するところから始めます。そして、全ての機能がサービスとして提供され、密結合から疎結合に変わるのがゴールです。