Phát Triển Phần Mềm Theo Hướng Microservices và Micro-Frontends Tại Đại Học Quốc Gia Hà Nội

Kiến trúc Microservices đã trở nên phổ biến trong những năm gần đây, đặc biệt trong việc xây dựng các ứng dụng doanh nghiệp. Kiến trúc này mang lại nhiều lợi ích, bao gồm giảm độ phức tạp trong xây dựng ứng dụng lớn, tăng tính mở rộng và nâng cao khả năng bảo trì. Nhiều công ty tại Việt Nam và trên thế giới đã áp dụng Microservices để xây dựng các giải pháp phần mềm. Microservice Architecture giúp các nhà phát triển dễ dàng quản lý các thành phần nhỏ, độc lập của ứng dụng.

Kiến trúc Micro-Frontends xuất hiện từ khoảng năm 2016, mang lại một cách tiếp cận mới trong việc xây dựng tầng ứng dụng web. Hướng tiếp cận này tách nhỏ phần giao diện thành nhiều module con độc lập và tích hợp chúng lại với nhau. Tư tưởng của Micro-Frontends kế thừa từ Microservices. Các công nghệ làm web hiện nay như Angular, ReactJS, VueJS có thể được sử dụng, tuy nhiên, việc tích hợp các module web viết bằng các công nghệ khác nhau gặp nhiều thách thức.

Một trong những thách thức lớn nhất của Microservices là quản lý độ phức tạp của hệ thống phân tán. Khi ứng dụng được chia thành nhiều Microservices, việc điều phối và quản lý các dịch vụ này trở nên phức tạp hơn. Các công cụ và kỹ thuật quản lý hệ thống phân tán như Kubernetes và Docker trở nên cần thiết để giải quyết vấn đề này. Việc theo dõi và gỡ lỗi trong môi trường phân tán cũng đòi hỏi các công cụ và quy trình đặc biệt.

Trong kiến trúc Microservices, mỗi dịch vụ thường có cơ sở dữ liệu riêng. Việc này có thể dẫn đến vấn đề về tính nhất quán dữ liệu khi cần thực hiện các giao dịch trên nhiều dịch vụ. Các kỹ thuật như Saga pattern hoặc two-phase commit có thể được sử dụng để giải quyết vấn đề này, nhưng chúng cũng mang lại độ phức tạp nhất định. Các giải pháp cần được thiết kế cẩn thận để tránh các vấn đề về dữ liệu.

Domain Driven Design (DDD) giúp xác định ranh giới của từng Microservice dựa trên các miền nghiệp vụ khác nhau. Mỗi Microservice nên chịu trách nhiệm cho một miền nghiệp vụ cụ thể. Điều này giúp giảm sự phụ thuộc giữa các Microservices và tăng tính độc lập của chúng. Việc áp dụng DDD đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về nghiệp vụ và quy trình hoạt động của tổ chức.

API Gateway đóng vai trò là điểm truy cập duy nhất cho tất cả các Microservices. Nó chịu trách nhiệm định tuyến yêu cầu, xác thực người dùng, và thực hiện các chức năng bảo mật khác. Sử dụng API Gateway giúp ẩn đi cấu trúc phức tạp bên trong của hệ thống Microservices và cung cấp một giao diện đơn giản cho người dùng. Các công nghệ như Zuul API Gateway hoặc Spring Cloud Gateway có thể được sử dụng để xây dựng API Gateway.

Việc chọn lựa công nghệ và công cụ phù hợp là yếu tố then chốt để xây dựng Microservices thành công. Các công nghệ như Spring Boot, Spring Cloud, Docker, Kubernetes và các công cụ quản lý cấu hình tập trung là cần thiết để hỗ trợ việc phát triển và triển khai Microservices. Ngoài ra, việc sử dụng các công cụ giám sát và theo dõi hiệu suất cũng rất quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.

Single-SPA là một framework giúp tích hợp các Micro-Frontends viết bằng các công nghệ khác nhau như Angular, ReactJS, VueJS. Single-SPA cho phép các Micro-Frontends cùng tồn tại trên cùng một trang web và chia sẻ các tài nguyên. Việc sử dụng Single-SPA giúp giảm độ phức tạp trong việc tích hợp Micro-Frontends và tăng tính linh hoạt của hệ thống. Single Page Application (SPA) trở thành một nền tảng quan trọng.

Việc xây dựng các component tái sử dụng giúp giảm thiểu sự trùng lặp mã nguồn và tăng tính nhất quán của giao diện người dùng. Các component này có thể được chia sẻ giữa các Micro-Frontends khác nhau. Sử dụng các thư viện component như Material UI hoặc Ant Design giúp tăng tốc quá trình phát triển và đảm bảo chất lượng của giao diện người dùng. Thiết kế Micro-Frontend Architecture cần chú trọng đến việc tái sử dụng này.

Hệ thống CEMS (nếu có) được xây dựng theo kiến trúc Microservices, bao gồm nhiều dịch vụ nhỏ độc lập như dịch vụ quản lý người dùng, dịch vụ quản lý sản phẩm, dịch vụ quản lý đơn hàng, v.v. Mỗi dịch vụ được xây dựng bằng Spring Boot và triển khai bằng Docker và Kubernetes. Hệ thống CEMS minh họa cho việc áp dụng Microservices trong thực tế.

Việc triển khai hệ thống CEMS sử dụng Docker và Kubernetes giúp đảm bảo tính nhất quán và khả năng mở rộng của ứng dụng. Các bài kiểm thử đơn vị, kiểm thử tích hợp và kiểm thử giao diện người dùng được thực hiện để đảm bảo chất lượng của hệ thống. CI/CD Microservices cần được thiết lập để tự động hóa quá trình triển khai và kiểm thử.

Ưu điểm của Microservices bao gồm khả năng mở rộng, bảo trì và phát triển ứng dụng. Nhược điểm bao gồm độ phức tạp trong quản lý và triển khai. Việc đánh giá cẩn thận các ưu nhược điểm này giúp quyết định xem có nên áp dụng Microservices cho một dự án cụ thể hay không.

Hướng phát triển tương lai của Microservices tập trung vào việc tự động hóa quy trình triển khai, cải thiện khả năng giám sát và tối ưu hóa hiệu suất. Các nghiên cứu về Microservice Architecture cần được tiếp tục để giải quyết các thách thức và tận dụng tối đa các lợi ích của kiến trúc này. Đào tạo Microservices và Đào tạo Micro-Frontends cần được chú trọng trong chương trình giảng dạy.