[論文レビュー] Microservices as an Evolutionary Architecture of Component-Based Development: A Think-aloud Study

Reza M. Parizi|arXiv (Cornell University)|May 30, 2018

Software System Performance and Reliability参考文献 7被引用数 8

ひとこと要約

本研究では、マイクロサービスがコンポONENT指向ソフトウェア開発（CBSD）における効果的なコンponentsとして機能できるかどうかを調査し、スケーラビリティ、レジリエンス、結合度、凝集度、およびデータ管理を分析している。研究結果は、マイクロサービスがCBSDにおける有望な進化的道筋を提供することを示しており、再利用可能でスケーラブルかつ独立してデプロイ可能なシステムを実現可能であるが、一貫性、遅延、標準化の面で依然として広範な採用を妨げる大きな障壁が存在することを示している。

ABSTRACT

Microservices become a fast growing and popular architectural style based on service-oriented development. One of the major advantages using component-based approaches is to support reuse. In this paper, we present a study of microservices and how these systems are related to the traditional abstract models of component-based systems. This research focuses on the core properties of microservices including their scalability, availability and resilience, consistency, coupling and cohesion, and data storage capability, while highlighting their limitations and challenges in relation to components. To support our study, we investigated the existing literature and provided potential directions and interesting points in this growing field of research. As a result, using microservices as components is promising and would be a good mechanism for building applications that were used to be built with component-based approaches.

研究の動機と目的

• マイクロサービスがコンポonent指向ソフトウェア開発（CBSD）の文脈でコンポonentとして機能可能かどうかを検討すること。
• CBSDの文脈において、マイクロサービスのコアなアーキテクチャ的特性（スケーラビリティ、可用性、レジリエンス、結合度、凝集度、データストレージ）を分析すること。
• 特に大規模で複雑なシステムにおいて、マイクロサービスをコンポonentとして採用する際の制限要因と課題を特定すること。
• 従来のCBSDと現代のマイクロサービスアーキテクチャの間のギャップを埋めるために、それらの概念的および実践的整合性を評価すること。
• 企業向けソフトウェア開発におけるマイクロサービスを再利用可能なコンポonentとして用いるための今後の研究の基盤を構築すること。

提案手法

• 研究者がCBSDの文脈でマイクロサービスを評価する際の認知的プロセスを分析するために、『考えながら話す』研究を実施した。
• マイクロサービスおよびコンポonent指向開発に関する71件の関連論文およびシステマティックマッピングの結果を統合した。
• スケーラビリティ、可用性、レジリエンス、結合度、凝集度、およびデータ一貫性を含む、マイクロサービスのコアなアーキテクチャ的特性を評価した。
• CAP定理を用いて、分散マイクロサービスシステムにおける一貫性の課題を評価するための理論的枠組みを適用した。
• 既存のベンチマークおよびマイクロサービスの定義をレビューし、アーキテクチャ的要件についての合意が得られていない点を特定した。
• 定性的な統合手法を用いて、マイクロサービスと従来のCBSDコンポonentとの比較を行い、一致点と相違点を同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RQ1: コンポonent指向ソフトウェア開発（CBSD）の文脈でマイクロサービスを研究する主な動機は何ですか？
• RQ2 RQ2: CBSDにおけるコンポonentとしてマイクロサービスを使用する際の主な制限要因は何ですか？
• RQ3 RQ3: マイクロサービスをCBSDにおけるコンポonentとして活用するための今後の研究の方向性はどのようなものですか？

主な発見

• マイクロサービスは、高い凝集度、緩い結合、および独立したデプロイ性のおかげで、CBSDにおける再利用可能なコンポonentとして非常に大きな可能性を示している。
• スケーラビリティと再利用可能性はマイクロサービスの主な利点であり、大規模で進化を続けるエンタープライズアプリケーションに非常に適している。
• リモートプロシージャ呼び出しによるパフォーマンスの問題が生じ、分散マイクロサービスアーキテクチャでは遅延が増加し、システムの応答性が低下する。
• CAP定理の影響により、一貫性の課題が顕著であり、特に複数のサービスが分散データストアを介して状態の更新を同期する必要がある場合に顕著である。
• マイクロサービスの定義やアーキテクチャの標準についての合意が得られていないため、相互運用性の制限が生じ、CBSDにおける広範な採用を妨げている。
• マイクロサービスをコンポonentとして用いる実証的研究は非常に少なく、既存の研究の再現性が分野全体における主要な制限要因の一つである。