Architetture per il web: monolitico vs microservizi

Il panorama dello sviluppo software si è evoluto rapidamente negli ultimi decenni, spinto dalla crescente domanda di applicazioni web sempre più performanti, scalabili e manutenibili. Per gli studenti di un istituto tecnico tecnologico, indirizzo informatica, è fondamentale comprendere le diverse architetture software e come queste influenzano la progettazione, lo sviluppo e la manutenzione di applicazioni web.

In questo articolo, esploreremo le principali architetture software per il web, concentrandoci in particolare sulla distinzione tra applicazioni monolitiche e a microservizi. Verranno forniti cenni su altre architetture e saranno inclusi esempi concreti per aiutare a visualizzare le differenze e comprendere l’applicazione pratica di ciascun approccio.

Il panorama dello sviluppo software si è evoluto rapidamente negli ultimi decenni, spinto dalla crescente domanda di applicazioni web sempre più performanti, scalabili e manutenibili. Per gli studenti di un istituto tecnico tecnologico, indirizzo informatica, è fondamentale comprendere le diverse architetture software e come queste influenzano la progettazione, lo sviluppo e la manutenzione di applicazioni web.

In questo articolo, esploreremo le principali architetture software per il web, concentrandoci in particolare sulla distinzione tra applicazioni monolitiche e a microservizi. Verranno forniti cenni su altre architetture e saranno inclusi esempi concreti per aiutare a visualizzare le differenze e comprendere l’applicazione pratica di ciascun approccio.

Le Architetture Software

Un’architettura software rappresenta la struttura organizzativa di un sistema software. Definisce il modo in cui i componenti del software sono progettati, interconnessi e comunicano tra loro. Le scelte architetturali hanno un impatto diretto su alcuni fattori chiave come:

  • Scalabilità: la capacità di un sistema di gestire un aumento del carico.
  • Manutenibilità: la facilità con cui un sistema può essere aggiornato e migliorato.
  • Prestazioni: la velocità con cui il sistema risponde alle richieste.
  • Affidabilità: la capacità del sistema di funzionare correttamente anche in caso di guasti parziali

Architettura Monolitica

Un’applicazione monolitica è progettata come un’unica unità. Tutti i componenti, come il frontend, il backend e il database, sono integrati in un unico programma eseguibile. Non è detto che venga utilizzato il modello MVC per distinguere i tre ambiti.

Caratteristiche principali

  • Unità indivisibile: Tutte le funzionalità dell’applicazione sono contenute in un unico codice sorgente e vengono distribuite insieme.
  • Deploy unificato: Ogni modifica richiede la ricompilazione e il ridistribuzione dell’intero sistema.
  • Dipendenze condivise: I componenti condividono le stesse librerie e risorse
  • Aggiunta di Plugin: seppur la struttura sia unica, spesso può essere arricchita di elementi di software/codice esterno che finisce per integrarsi comunque con il monolita agli occhi dell’utente finale

Vantaggi

  • Facilità di sviluppo iniziale: Perfetta per piccoli progetti con team ridotti.
  • Debug centralizzato: Gli strumenti di debugging possono facilmente analizzare l’intero sistema.
  • Performance: L’assenza di comunicazione tra servizi riduce la latenza.
  • Framework diffusi e maturi: pensiamo a Laravel, DJango, sono framework (leggi qui Lo sviluppo MVC e i framework per il web) che nascono monoliti, la cui diffusione è molto estesa, con numerosi plugin, assistenza in forum, video per la formazione ecc. Un altro esempio classico è un sistema di gestione di contenuti (CMS) sviluppato in PHP come WordPress, Drupal, Joomla. Tutte le funzionalità, inclusa la gestione degli utenti, l’editor di contenuti e la gestione dei temi, sono integrate in un unico codice sorgente.

Svantaggi

  • Difficoltà di scalabilità: Non è semplice scalare componenti specifici senza duplicare l’intero sistema. Non a caso esistono sistemi di versioning del codice per evitare errori grossolani.
  • Manutenzione complessa: Modifiche a un componente possono influenzare l’intera applicazione, anche in modo imprevisto se si modifica il core.
  • Tempo di deploy lungo: Ogni aggiornamento richiede una nuova distribuzione completa di tutto il pacco software.

Architettura a Microservizi

L’architettura a microservizi scompone un’applicazione in piccoli servizi indipendenti che comunicano tra loro attraverso API. All’utente finale la frammentazione è invisibile. Può capitare che un microservizio a sua volta ricorra ad altri microsrvizi agendo da “broker”, cioè uno strato che raccoglie il risultato di più microservizi. I microservizi possono essere sviluppati in-house col software complessivo ma anche elementi terzi non direttamente sviluppati in azienda ma solo utilizzati.

Caratteristiche principali

  • Servizi autonomi: Ogni servizio è responsabile di una singola funzionalità e può essere sviluppato e distribuito indipendentemente.
  • Comunicazione tramite API: I servizi interagiscono utilizzando protocolli semplici ma efficaci come REST o gRPC.
  • Tecnologie diverse: I servizi possono essere scritti in linguaggi di programmazione diversi e utilizzare database differenti, framework differenti o essere scritti da zero.

Vantaggi

  • Scalabilità: È possibile scalare solo i servizi che necessitano di maggiori risorse.
  • Manutenzione facilitata: I piccoli team possono lavorare su singoli servizi senza interferire con altri.
  • Resilienza: Guasti in un servizio non compromettono necessariamente l’intero sistema. Alcuni microservizi potrebbero essere ridondati per avere sia un carico di lavoro bilanciato sia una continuità di servizio.
  • Non vincolato ad una sola tecnologia: ci sono alcune tipologie o moli di dati che potrebbe essere conveniente con alcuni db piuttosto che altri, come alcuni linguaggi nel lato backend abbiano caratteristiche spiccate per la sicurezza o le prestazioni o la sola semplicità di sviluppo.

Svantaggi

  • Maggiore complessità: La gestione di numerosi servizi richiede strumenti avanzati per orchestrazione e monitoraggio.
  • Overhead di comunicazione: Le interazioni tra servizi possono introdurre latenza.
  • Costi infrastrutturali: È necessaria un’infrastruttura più complessa per gestire i servizi, che implica come questa soluzione sia legata alle risorse di grandi aziende.

Esempio pratico

Un esempio è Netflix, che utilizza un’architettura a microservizi per gestire funzionalità come la raccomandazione di contenuti, lo streaming video e la gestione degli account. Ogni servizio è indipendente e può essere aggiornato senza interrompere gli altri.

Monolitico vs Microservizi: Confronto Diretto

CaratteristicaMonoliticoMicroservizi
Dimensione del teamPiccoli teamTeam dedicati per servizio
ScalabilitàLimitataElevata e mirata
Velocità di sviluppoRapida all’inizioPiù lenta, ma migliora nel tempo
Costi inizialiBassiAlti
ResilienzaLimitataAlta

Altre Architetture Software

Oltre alle architetture monolitiche e a microservizi, esistono altre tipologie di architettura utilizzate nello sviluppo web. Vediamole brevemente per completezza.

Architettura a Strati (Layered Architecture)

Questa è una delle architetture più comuni, organizzata in livelli è già ampiamente trattata nei nostri articoli. Un esempio è il classico modello MVC (Model-View-Controller) dove individuiamo i tre momenti:

  • Presentazione: Interfaccia utente.
  • Logica di business: Gestione delle regole aziendali.
  • Accesso ai dati: Interazione con il database.

Architettura Event-Driven

Sicuramente meno intuitiva. E’ utilizzata per applicazioni che reagiscono a eventi. Gli eventi vengono inviati da produttori e processati da consumatori. Questa architettura è comune nei sistemi IoT.

Architettura Serverless

In questo modello, il codice viene eseguito in risposta a eventi e i server sono completamente gestiti dal provider cloud. Amazon AWS Lambda è un esempio di piattaforma serverless. Soluzione molto diffusa in ambito business di altissimo profilo.

Conclusioni

La scelta dell’architettura dipende dalle esigenze del progetto. Per applicazioni piccole o medie, un’architettura monolitica è spesso sufficiente e più economica. Tuttavia, per applicazioni complesse o che prevedono una rapida crescita, i microservizi offrono vantaggi significativi in termini di scalabilità e manutenibilità.

Ultima modifica 22 Gennaio 2025