تتسارع التطورات في عالم تكنولوجيا المعلومات، وتتسابق المفاهيم والتقنيات الجديدة لتصير واقعاً رقمياً، ومن أهم تلك المفاهيم المايكروسيرفيس التي أصبحت محوراً أساسياً في عملية تطوير البرمجيات. 

هذه المقالة من Syrian Geeks دليلٌ وافٍ لفهم الخدمات المصغرة في البرمجة، ودورها في عملية تطوير البرمجيات، وكيفية الاستفادة منها بطريقة فعالة.

ما هي المايكروسيرفيس (Microservice)؟

المايكروسيرفس أو الخدمات المصغرة مصطلح يشير إلى نمط معين في تصميم تطبيقات الويب والبرمجيات وبنائهما. 

يعتمد هذا النمط على تجزئة التطبيق إلى وحدات صغيرة مستقلة تؤدي وظائف محددة، وعندما تعمل هذه الوحدات معاً تُنتج التطبيق الأساسي.

مكونات المايكروسيرفس

تتضمن الخدمة المصغرة مكونات رئيسة، هي:

• الحاوية: وهي وحدة برمجية تحتوي على كود الخدمة المصغرة وجميع الملفات اللازمة لتشغيلها. 
• Kubernetes: منصة تنظيم الحاويات، تسمح بالتعامل الفردي مع كل خدمة مصغرة على حدة دون التأثير في بنية النظام.
• واجهات برمجة التطبيقات (APIs).
• قاعدة البيانات.

بنية المايكروسيرفيس

تُستخدم البنية الطبقية لسهولة تنظيم الخدمات والتفاعل بينها بطريقة منهجية، فالطبقات الأساسية التي تتضمنها بينة المايكرو سيرفيس عادةً هي:

الطبقة الأولى - طبقة العميل:

تمثل الجهاز النهائي الذي يتفاعل مع الخدمات المصغرة، ويمكن أن تشمل أجهزة الحواسيب، والهواتف المحمولة، والأجهزة اللوحية، وما إلى ذلك. 

الطبقة الثانية - طبقة التوجيه:

تُعيد هذه الطبقة توجيه طلبات العميل باستخدام (API)، وتتحقق من صحة الطلبات، وتوجهها إلى الخدمات المناسبة.

الطبقة الثالثة - طبقة الحاويات:

كل خدمة مصغرة تعمل في حاوية مستقلة، وهذا ما يجعل إدارتها وتطويرها أسهل. 

الطبقة الرابعة - طبقة مخزن البيانات:

وهي مكان تخزين البيانات الخاصة بالخدمات المصغرة. 

تعمل هذه الخدمات على مخدمات متعددة، ويكون التفاعل فيما بينها باستخدام بروتوكولات تواصل مثل: HTTP/REST API.

فبنية المايكرو سيرفيس تُعزَّز بقابلية التوسع، وإدارة الأخطاء، والصيانة السهلة. 

ما أهمية الخدمات المصغرة في التطوير؟

تقدم الخدمات المصغرة أو المايكروسيرفس فوائد متنوعة تجعلها خياراً مثالياً تتفوق على النماذج التقليدية في تطوير التطبيقات، من خلال:

1. تقسيم التطبيق

تُقسِّم التطبيق إلى وحدات صغيرة يمكن للمطورين ترميز كلٍّ منها وصيانتها منفصلة عن باقي الوحدات، فيسهل على فريق التطوير تحديث التطبيق وصيانته بطريقة فعالة، فالوحدات الصغيرة تمثل خدمات مصغرة ومستقلة.

2. قابلية التوسع المستقل

تتطلب البنية التقليدية لأي تطبيق توسيع نطاق النظام بأكمله (بجميع وظائفه) في وقت واحد.

يمكن لكل خدمة صغيرة باستخدام بنية المايكروسيرفيس التوسع المستقل عبر محاور عديدة، مثل زيادة قوة المعالجة أو الذاكرة، ما يعني إمكانية تحسين الأداء وفقاً لاحتياجات كل خدمة على حدة.

3.القوة والمرونة في التعامل مع الأخطاء

في البنية التقليدية للتطبيق، يمكن أن يؤدي فشل مكون واحدٍ إلى تعريض النظام بأكمله للخطر.

أما في حالة الخدمات المصغرة، فبدلاً من أن يكون التطبيق مرتبطاً بمكون واحد، تُعزَل كل خدمة لتعمل باستقلال؛ فإذا حدث خطأ أو خلل في إحدى المكونات، فلن يؤدي ذلك إلى تعطل النظام كاملاً. 

من المزايا الأساسية لاستخدام الخدمات المصغرة هي قدرتها على تحديد الأخطاء، ومعالجتها، وفحص بنية الخدمة والأداء.

4.تقليل تكلفة التطوير 

تعمل الخدمات المصغرة على خفض التكاليف من خلال استخدام البنية التحتية وتوجيه فرق التطوير نحو أهداف محددة لتحقيقها بكفاءة، فلكل خدمة مصغرة فريق تطوير مختص يتولى جميع مراحل تطويرها وصيانتها.

5.تسريع عملية التسويق للتطبيقات

Microservice تمكّن من تسويق التطبيقات بسرعة أكبر، وتعمل على تقليل وقت التطوير، إذ يمكن تطبيق التغييرات أو التحديثات على خدمة فردية، واختبارها، ونشرها على الفور دون تأثير في بقية مكونات النظام. 

وهذا يتعارض مع الطريقة القديمة لبناء تطبيقات متجانسة، فالتغييرات الصغيرة في التعليمات البرمجية كانت تتطلب إعادة نشر حزمة البرامج بأكملها، ما يسبب المخاطر والتعقيد والصعوبات.

6.مرونة التقنيات

تتيح الخدمات المصغرة استخدام بيئات برمجية متنوعة، وتقنيات مختلفة، إذ يمكن اختيار اللغات، وأطر العمل، والتقنيات الأنسب لكل مشروع.

7. زيادة الأمان

يمكن لكل خدمةٍ تنفيذُ آليةٍ أمنية مستقلة تتناسب مع متطلباتها الخاصة، وبهذا تُعزَّز الحماية؛ لأن لكل خدمة قاعدة بيانات منفصلة خاصة بها، ما يصعِّب على المخترقين الوصول إلى بيانات تطبيقك.

تحديات المايكرو سيرفيس

تقنية الخدمات المصغرة لها مزايا وفوائد عديدة تساعد على تطوير البرمجيات، ولكنها تواجه بعض الصعوبات التي تحتاج إلى حلول، ومنها:

1- التعقيد 

تتضمن تقنية الخدمات المصغرة أجزاء مستقلة عديدة، وكلما زاد عددها، زاد تعقيد النظام، وأدى إلى صعوبة إدارة هذه الأجزاء ومراقبتها بفعالية، لا سيما أنها موزعة عبر النظام. 

2- الاختناقات الشبكية 

عندما يُستخدم عدد كبير من الخدمات المصغرة، ينجم عن ذلك ازدحام في الشبكة، فبازدياد التواصل بين هذه الخدمات، يزيد احتمال حدوث تأخر في معالجة الطلبات. 

3- مشكلة الاعتماديات 

بعض الخدمات المصغرة قد تعتمد على خدمات أخرى للحصول على المعلومات، وهذا يُبطِّئ الاستجابة إن تأخرت إحدى الخدمات أو توقفت عن العمل. 

4- الإدارة 

التعامل مع عدد كبير من الخدمات المصغرة يحتاج إلى إدارة ومراقبة جيدة، لذلك كان التزام المطورين بمبادئ DevOps أمراً مهماً؛ لضمان التنسيق الفعال بين فرق التطوير والتشغيل.

5- الإصدارات 

إذا لم تُحدَّث الخدمات بانتظام، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث مشكلات في التواصل بينها بسبب وجود إصدارات مختلفة وغير متوافقة. 

6- مهارات التطوير 

بناء المايكروسيرفس يتطلب مهارات عالية وخبرة كافية؛ ليتمكن المطور من تصميم هذا النظام وصيانته بطريقة صحيحة، وهذه المهارة والخبرة لا يملكها جميع المطورين، لذا، يجب أن توجَّه الجهود لتطوير مهارات الفريق من خلال تدريبهم التدريب الذي يلزمهم.

7- قواعد المعطيات 

في بنية الخدمات المصغرة، تكون قواعد المعطيات منفصلة مجزأة، وهذا يجعل إدارة العمليات التي تتطلب التعديل في عدة جداول في آنٍ واحد أمراً معقداً.

8- الاختبار 

اختبار الخدمات المصغرة يتطلب جهداً إضافياً، إذ يجب كتابة الاختبارات وتنفيذها لكل خدمة على حدة، وهذا يتطلب وجود استراتيجيات اختبار فعالة.

9- النشر 

يتضمن نشر الخدمات المصغرة تعقيدات إضافية، إذ يجب نشر عدة نسخ من كل خدمة، وإعدادها، وتكوينها منفصلة عن باقي الخدمات. 

إضافة إلى بناء مستكشف للخدماتService Discovery  (يُستخدم بوساطة خدمة ما لمعرفة تفاصيل عن خدمات أخرى _كالروابط والمنافذ_ ترغب في أن تتواصل معها). 

تحديات الخدمات المصغرة أمر واقعي لا مفر من مواجهته بحذر؛ لضمان الاستفادة القصوى من هذه التقنية. 

إن الاهتمام بإيجاد حلول تتصدى لهذه التحديات سيسهم في تطوير المشاريع التي تعتمد على الخدمات المصغرة ونجاحها.

ختاماً

الخدمات المصغرة في تطوير الويب واحدة من المفاهيم المهمة في عالم البرمجيات، إذ أحدثت تحولاً في طريقة بناء التطبيقات، وأتاحت فوائد متنوعة جعلتها خياراً مثالياً يتفوق على النماذج التقليدية في تطوير التطبيقات.

المصادر:

• Redhat
• geeksforgeeks.org
• الجمعية العلمية السورية للمعلوماتية