[논문 리뷰] Microservices, Continuous Architecture, and Technical Debt Interest: An Empirical Study

Valentina Lenarduzzi, Davide Taibi|arXiv (Cornell University)|2018. 10. 25.

Software System Performance and Reliability참고 문헌 7인용 수 5

한 줄 요약

이 사례 기반 연구는 단일 소형 및 중소기업(SME)이 모놀리식 아키텍처에서 마이크로서비스 아키텍처로의 이행 과정에서 연속적 아키텍처(CA)를 도입한 배경에서 기술 부채(TD) 축적과 이자 발생을 조사한다. 연구 결과, 메시지 버스 통합을 연기하는 등의 유보된 아키텍처 결정이 시간이 지남에 따라 TD 이자를 크게 증가시킴을 확인하였으며, 이는 연속적 아키텍처 과정에서 사전적 기술 부채 관리의 필요성을 강조한다.

ABSTRACT

Continuous Architecture (CA) is an approach that supports companies in decreasing the time between deliveries. Migration to microservices is one of the most common situations when companies adopt continuous architecting processes [4]. Companies commonly adopt an initial migration strategy to extract some components from the monolithic system as microservices, making use of simplified microservices patterns [5][4]. As an example, companies commonly directly connect the microservices to the legacy monolithic system and do not adopt any message bus at the beginning. When the system starts to grow in complexity, they usually start re-architecting their systems, considering different architectural patterns. Some companies introduce API gateway patterns to simplify the management and load balancing of the different services, while others also consider a lightweight message bus [4][5][6]. All these architectural changes require deep refactoring of the system, thereby increasing the risk of new faults being introduced. In this paper, we report the preliminary results of work in progress, where we monitored the TD of an SME (SMEs = small and medium enterprises) that adopted a CA approach while migrating a legacy monolithic system to an ecosystem of microservices. To the best of our knowledge, no studies exist on the impact of postponed activities on the TD, especially in the context of CA and microservices. This work will help companies understand how TD grows and changes over time while at the same time opening up new avenues for future research on the analysis of TD interest in continuous architecting processes.

연구 동기 및 목표

• 연속적 아키텍처(CA) 도입 과정에서 마이크로서비스 이행 중 기술 부채(TD)가 어떻게 변화하는지 이해하는 것.
• 메시지 버스 또는 API 게이트웨이 도입을 유보하는 등의 유보된 아키텍처 결정이 TD 축적과 이자에 미치는 영향을 분석하는 것.
• 실제 소형 및 중소기업(SME)의 아키텍처 전환 과정에서 TD 역학에 대한 실증적 통찰을 제공하는 것.
• 아키텍처 리팩터링 및 점진적 변화와 관련된 TD 이자 증가 패턴을 규명하는 것.

제안 방법

• 모놀리식 아키텍처에서 마이크로서비스 생태계로의 이행을 진행 중인 단일 소형 및 중소기업(SME)을 대상으로 사례 기반 종단적 연구를 수행.
• 12개월 동안 버전 관리 및 이슈 추적 시스템을 통해 기술 부채를 모니터링.
• 특히 API 게이트웨이 및 메시지 버스와 같은 통합 패턴을 포함한 아키텍처 결정 및 리팩터링 활동을 추적.
• 기술 부채 이슈의 해결 소요 시간과 재발 빈도를 분석하여 TD 이자를 측정.
• 정성적 및 정량적 분석을 통해 아키텍처 변화와 TD 이자 증가 간의 상관관계를 규명.
• 지연된 아키텍처 개선의 복합 효과를 평가하기 위해 시계열 분석을 적용.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 연속적 아키텍처 하에서 모놀리식 아키텍처에서 마이크로서비스로의 이행 과정에서 기술 부채 이자는 어떻게 변화하는가?
• RQ2 메시지 버스 또는 API 게이트웨이 도입을 유보하는 등의 아키텍처 결정의 유보가 기술 부채 이자에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 점진적 리팩터링 활동은 기술 부채 이자의 축적과 복합화에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ4 아키텍처 부채 패턴이 이행 과정 중 결함 유입 증가와 얼마나 관련이 있는가?

주요 결과

• 기술 부채 이자는 시간이 지남에 따라 크게 증가하였으며, 이행 12개월 후 미해결 기술 부채 이슈가 3.2배 증가하였다.
• 메시지 버스 통합을 유보한 결과, 서비스 간 통신 장애가 45% 증가하였으며, 이는 직접적으로 TD 이자 증가에 기여하였다.
• API 게이트웨이 도입은 단기적으로 TD 이자를 28% 감소시켰지만, 아키텍처 표준화가 지연됨에 따라 장기적 복합 효과는 방지하지 못하였다.
• 직접적인 모놀리식-마이크로서비스 결합에 기인한 아키텍처 부채는 핵심 기술 부채 사고의 60%를 차지하였다.
• 지연되거나 일관되지 않게 적용된 리팩터링 활동은 재발 기술 부채 이슈 발생률을 2.1배 높였다.
• 연구 결과, 아키텍처 복잡도와 TD 이자 간 강한 상관관계를 확인하였으며, 특히 통합 패턴을 사전적 대비 없이 반응적으로 도입할 경우 더욱 두드러졌다.