Comunicação entre microsserviços

Os microsserviços revolucionaram a forma como as aplicações são desenvolvidas e implementadas, permitindo a criação de sistemas e infraestruturas a partir de componentes independentes e autónomos, oferecendo flexibilidade, escalabilidade e facilidade de manutenção. Um dos aspetos cruciais desta arquitetura que iremos abordar aqui é a comunicação entre os vários microsserviços que compõem uma aplicação. Neste artigo, exploraremos estratégias e ferramentas para uma comunicação eficaz entre os microsserviços.

A comunicação entre microsserviços é um elemento fundamental na arquitetura desta área, uma tendência de design de software que revolucionou a forma como as aplicações empresariais são desenvolvidas e implementadas. A capacidade de os microsserviços funcionarem de forma independente e colaborarem entre si através de interfaces bem definidas permitiu às organizações construir sistemas altamente escaláveis e flexíveis. Neste contexto, é essencial compreender os diferentes tipos de comunicação que podem ser utilizados, uma vez que a escolha da abordagem correta pode ter um impacto significativo na eficiência, fiabilidade e desempenho do sistema como um todo. Nesta exploração, examinaremos os vários métodos de comunicação entre microsserviços, desde chamadas HTTP a mensagens assíncronas, fornecendo uma visão completa das opções disponíveis e das suas vantagens e desvantagens.

Complexidade da comunicação entre microsserviços: estratégias e ferramentas para uma arquitetura eficaz

A comunicação entre os microsserviços, embora essencial para a criação de aplicações altamente escaláveis e flexíveis, pode também constituir um desafio considerável dada a sua complexidade. Ao contrário das aplicações monolíticas, em que cada componente interage no mesmo contexto, os microsserviços funcionam de forma independente e comunicam através da rede. Isto introduz uma camada adicional de complexidade em termos de latência, fiabilidade e segurança. A seleção de protocolos de comunicação, o tratamento de erros, a sincronização de dados e a garantia de que os serviços permanecem disponíveis podem tornar-se tarefas complexas que exigem um planeamento cauteloso e uma implementação robusta.

Além disso, as diferentes tecnologias utilizadas entre os microsserviços podem agregar outro nível de complexidade. Cada serviço pode ser desenvolvido numa linguagem de programação diferente, utilizar bases de dados díspares ou acompanhar paradigmas de design distintos. A comunicação efetiva entre estes componentes pode exigir a implementação de padrões e práticas específicos, como a integração do bus de mensagens, a gestão de versões de API e uma documentação extensa.

A comunicação entre os microsserviços pode ser um desafio, dada a sua complexidade

Devido à natureza diversa de cada projeto e às suas limitações em termos de orçamento, tempo de desenvolvimento e complexidade, é de salientar que não é recomendável que todos os projetos adotem uma abordagem orientada para os microsserviços. Apesar das muitas vantagens que pode trazer, esta abordagem pode ter um aumento substancial nos custos de desenvolvimento e manutenção que nem todos os projetos podem suportar. Por conseguinte, embora os microsserviços ofereçam benefícios significativos em termos de agilidade e escalabilidade, a complexidade da sua comunicação é um fator crítico que deve ser abordado de forma cuidadosa, estratégica e precoce na arquitetura de uma aplicação.

Estratégias para a Comunicação entre Microsserviços

A comunicação entre microsserviços é uma parte fundamental para garantir o funcionamento correto de uma aplicação. Esta comunicação pode ser efetuada tanto de forma síncrona como assíncrona. Por um lado, a comunicação síncrona implica que um microsserviço deve esperar por uma resposta imediata depois de enviar um pedido a outro microsserviço. Isto pode levar ao acoplamento entre ambos e a problemas de latência se um deles sofrer atrasos, mas reduz a complexidade. Por outro lado, a comunicação assíncrona implica que os microsserviços enviem e recebam mensagens sem esperar ativamente por uma resposta, pelo que podem atender a outros processos depois de terem enviado essa mensagem. Isto permite uma maior flexibilidade e evita problemas de latência, mas pode complicar a lógica de negócio e exige uma maior gestão sobre potenciais falhas.

Comunicação síncrona

Uma das abordagens mais comuns, dada a simplicidade da sua implementação, é a comunicação síncrona entre microsserviços, em que um microsserviço faz um pedido a outro e espera uma resposta imediata. Para este tipo de comunicação, existem diferentes abordagens possíveis:

• HTTP/HTTPS: Um protocolo de comunicação amplamente utilizado em ambientes distribuídos. Um microsserviço atua como um cliente e envia um pedido HTTP a outro microsserviço que atua como um servidor. Este pedido pode conter parâmetros e dados necessários para a ação solicitada. O microsserviço recetor processa o pedido e devolve uma resposta.
• REST (Representational State Transfer): REST é uma das opções mais populares para a comunicação síncrona. Define normas sobre a forma de desenhar e estruturar serviços web. Utiliza o protocolo referido no ponto anterior, o HTTP, e, através dos seus verbos como GET, POST, PUT ou DELETE, entre outros, permite efetuar operações sobre recursos identificados através de URLs. Os microsserviços expõem endpoints RESTful que permitem a outros microsserviços efetuar operações específicas.
• gRPC (Google Remote Procedure Call): o gRPC é um sistema de código aberto de chamada de procedimento remoto (RPC) desenvolvido pela Google. Permite que os microsserviços comuniquem de forma eficiente e segura, utilizando interfaces definidas pela IDL (Interface Definition Language). O gRPC utiliza HTTP/2 para a transferência de dados, o que melhora a velocidade e a eficiência.

Em qualquer um dos cenários acima referidos, a comunicação entre microsserviços é sempre sequencial e um microsserviço que solicita informações a outro microsserviço está sempre ativamente à espera de uma resposta imediata, quer seja bem-sucedida ou não (Figura 1).

Figura 1. Pedidos síncronos entre microsserviços.

Comunicação assíncrona

A comunicação assíncrona entre diferentes componentes é uma estratégia essencial para obter maior flexibilidade, escalabilidade e eficiência na troca de informação. Ao contrário da comunicação síncrona, em que um microsserviço espera uma resposta imediata, a comunicação assíncrona permite que os microsserviços enviem e recebam informações sem depender dessa resposta, para que possam iniciar novas tarefas de forma mais eficiente. Algumas das estratégias mais utilizadas para este tipo de comunicação são:

• Sistemas de mensagens: Plataformas como Apache Kafka, RabbitMQ e AWS SQS fornecem sistemas de mensagens que permitem que os microsserviços enviem e recebam mensagens. Estes sistemas fornecem queues e canais onde as mensagens são temporariamente armazenadas antes de serem processadas pelos microsserviços a que as mensagens se destinam.
• Publicação e Subscrição: Nesta estratégia, os microsserviços emissores publicam mensagens em canais específicos e os microsserviços recetores subscrevem-nos para as receber. Isto permite que vários microsserviços respondam ao mesmo evento ao mesmo tempo e que diferentes ações possam ser desencadeadas em paralelo.
• Event-Driven Architecture (EDA): A arquitetura orientada para eventos implica que os microsserviços gerem eventos em resposta a alterações ou ações no sistema. Outros podem ser reativos a estes eventos e agir em conformidade, permitindo uma comunicação assíncrona.

Este tipo de comunicação torna os microsserviços mais independentes uns dos outros (Figura 2), o que resulta num baixo acoplamento e numa maior independência. No entanto, isto pode, por vezes, tornar mais complexa a lógica necessária para um funcionamento correto, uma vez que, na ausência de respostas imediatas, devem existir mais controlos para garantir que os microsserviços estão a comunicar corretamente entre si.

​​​​​​Figura 2. Comunicação assíncrona entre microsserviços.

Estratégias comuns

Quer se trate de comunicação síncrona ou assíncrona, os designs de comunicação seguem normalmente certos padrões comuns. Tendem a ter certas características que fazem com que o desenvolvimento seja orientado para um ou outro tipo de comunicação.

Nos casos em que é utilizada a comunicação síncrona, uma estratégia comum para essa comunicação entre microsserviços é a utilização do API Gateway. Trata-se de um componente que atua como ponto de entrada para todos os pedidos dos clientes e, em seguida, encaminha os pedidos para os microsserviços correspondentes. Isto ajuda a centralizar a segurança, a escalabilidade e a lógica de monitorização, reduzindo a complexidade nos microsserviços individuais.

As concepções de comunicação seguem frequentemente padrões comuns

Por outro lado, outra estratégia contrária é a implementação da Event-Driven Architecture (Arquitetura Orientada a Eventos) para uma comunicação assíncrona. Utilizando sistemas de mensagens como o Apache Kafka ou o RabbitMQ, nesta estratégia, os microsserviços geram e consomem eventos sob a forma de mensagens, permitindo que o emissor comunique eficientemente com os recetores sem esperar por uma resposta imediata.

A comunicação entre os microsserviços é, sem dúvida, um pilar fundamental de uma arquitetura baseada em microsserviços. A escolha das estratégias e ferramentas corretas pode determinar a eficiência e a robustez do sistema como um todo e é um fator-chave que requer uma análise minuciosa antes de iniciar um projeto. Quer se utilize comunicação síncrona ou assíncrona, ferramentas modernas de teste de API ou plataformas de mensagens, é essencial considerar cuidadosamente a forma como os microsserviços interagem para criar aplicações.