Bei der Entwicklung moderner Softwarelösungen stehen Architekten und Entwickler vor der Herausforderung, Systeme zu entwerfen, die skalierbar, wartbar und kostengünstig sind. Traditionell bieten monolithische Architekturen den Vorteil der Einfachheit in Entwicklung und Deployment, stoßen jedoch oft an ihre Grenzen hinsichtlich Skalierbarkeit und Wartbarkeit. Microservices lösen viele dieser Probleme, bringen jedoch eigene Herausforderungen wie erhöhte Komplexität und schwierige Koordination mit sich.

Was ist ein Monolith?

Monolithische Architekturen sind dadurch gekennzeichnet, dass alle Komponenten einer Anwendung eng miteinander verknüpft und als eine Einheit bereitgestellt werden. Dies kann die Entwicklung und den Einsatz vereinfachen, führt jedoch bei wachsender Anwendung zu Schwierigkeiten in Skalierbarkeit und Wartbarkeit.

Modularität im Monolith

Durch Modularität kann ein Monolith in klar abgegrenzte Module unterteilt werden. Diese Module können unabhängig voneinander entwickelt und gewartet werden, was die Wartbarkeit verbessert und eine gezieltere Skalierung einzelner Module ermöglicht.

Der Serverless Modulith: Eine innovative Lösung

Der Serverless Modulith kombiniert die Vorteile der Modularität mit den Stärken des Serverless Computing. Jedes Modul wird als eigenständige serverlose Funktion bereitgestellt, was mehrere Vorteile bietet:

• Skalierbarkeit: Jedes Modul kann unabhängig skaliert werden, basierend auf den spezifischen Anforderungen und der Last.
• Kosteneffizienz: Dank nutzungsbasierter Abrechnung zahlen Unternehmen nur für die tatsächlich genutzte Rechenzeit.
• Reduzierte Komplexität: Entwickler können sich auf die Geschäftslogik konzentrieren, da der Cloud-Anbieter die Infrastruktur verwaltet.
• Schnelleres Time-to-Market: Einzelne Module können unabhängig entwickelt und bereitgestellt werden, was die Einführung neuer Funktionen beschleunigt.

Architektur-Übersicht

Ein Serverless Modulith mit Azure Functions besteht aus einer strukturierten und modularisierten Anwendung. Jede Funktionseinheit wird als unabhängige serverlose Funktion bereitgestellt. Hier ist ein Beispiel für eine solche Struktur:

1. API Gateway: Ein Azure API Management Gateway dient als zentrale Stelle für alle eingehenden Anfragen und leitet diese an die entsprechenden Azure Functions weiter. Es übernimmt Authentifizierung, Autorisierung und Ratenbegrenzung.
2. Logik: Jedes Modul der Anwendung wird als eigene Azure Function implementiert. Diese Module können Aufgaben wie Datenverarbeitung, API-Endpunkte, Hintergrundaufgaben oder ereignisgesteuerte Prozesse übernehmen.
3. Kommunikation: Die Module kommunizieren über Azure Service Bus oder Azure Event Grid miteinander, um eine lose Kopplung und asynchrone Verarbeitung zu ermöglichen.
4. Datenbank: Azure Cosmos DB, Azure SQL Database oder Azure Table Storage können als zentrale Datenbanken verwendet werden, auf die die einzelnen Module zugreifen.

Herausforderungen bei der Verwendung von Serverless Modulithen

Obwohl der Serverless Modulith viele Vorteile bietet, gibt es auch Herausforderungen, die berücksichtigt werden müssen:

Vendor Lock-In

Beim Einsatz von Cloud-basierten Serverless Services wie Azure Functions, AWS Lambda oder Google Cloud Functions ist ein gewisses Maß an Vendor-Lock-in unvermeidlich. Architektur und Implementierung hängen stark von den spezifischen Diensten und APIs des gewählten Cloud-Anbieters ab. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass Vendor-Lock-in nicht grundsätzlich schlecht ist. Der Einsatz von Standardsoftwarelösungen wie Office 365 oder Teams führt ebenfalls zu Vendor-Lock-in. Entscheidend ist, dass Unternehmen sorgfältig abwägen, ob diese Abhängigkeit in Zukunft problematisch sein könnte.

Ein Ansatz zur Risikominimierung besteht darin, hybride Lösungen wie Docker-Container in einer serverlosen Umgebung auf Azure zu nutzen. Diese Container können in verschiedenen Cloud-Umgebungen oder sogar On-Premises betrieben werden, was die Flexibilität erhöht und das Risiko eines Lock-ins verringert.

Cold Starts

Ein weiteres häufiges Problem bei serverlosen Architekturen sind Cold Starts. Diese treten auf, wenn Funktionen nach einer Zeit der Inaktivität wieder aktiviert werden und zusätzliche Latenzzeiten verursachen. Moderne Hosting-Pläne wie der Azure Functions Premium Plan oder AWS Lambda Provisioned Concurrency bieten Lösungen, die dieses Problem erheblich reduzieren. Diese Pläne ermöglichen es, eine bestimmte Anzahl von Instanzen warm zu halten, was die Latenz bei Anfragen minimiert und die Antwortzeiten verbessert.

Fazit

Der Serverless Modulith stellt eine innovative Lösung für moderne Softwareentwicklungsanforderungen dar. Er vereint die Vorteile der Modularität und des Serverless Computing und ermöglicht es Unternehmen, flexibler, kostengünstiger und skalierbarer zu arbeiten. Gleichzeitig wird die Komplexität des Infrastrukturmanagements reduziert. Trotz der Herausforderungen, wie Vendor Lock-In und Cold Starts, überwiegen die Vorteile, insbesondere wenn geeignete Strategien zur Bewältigung dieser Herausforderungen implementiert werden.