Xây dựng hệ thống Microservice bền vững: Các mô hình phục hồi bạn cần biết
Lê Lân
1
Microservices và REST: Bước Khởi Đầu Đơn Giản nhưng Đầy Thách Thức
Mở Đầu
Trong thế giới phát triển phần mềm hiện đại, microservices đã trở thành một kiến trúc phổ biến giúp tách biệt hệ thống lớn thành các dịch vụ nhỏ, độc lập, dễ dàng phát triển và bảo trì. Một trong những cách tiếp cận phổ biến nhất khi bắt đầu xây dựng microservices là sử dụng REST (Representational State Transfer). REST đem lại sự dễ dàng và quen thuộc cho các nhà phát triển trong việc thiết lập giao tiếp giữa các dịch vụ.
Tuy nhiên, REST không hoàn hảo, đặc biệt khi hệ thống phát triển quy mô lớn và phức tạp hơn. Các vấn đề tiềm ẩn như chuỗi phụ thuộc đồng bộ dài, lỗi lan truyền và trễ cao có thể làm giảm hiệu suất và độ ổn định hệ thống. Để giải quyết điều này, các mô hình kháng chịu lỗi (resilience patterns) như retry, circuit breaker, và bulkhead được sử dụng để tăng độ bền vững của microservices.
Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về ưu điểm của REST, những nguy cơ tiềm ẩn khi sử dụng REST một cách đơn giản, cùng các mô hình kháng chịu lỗi phổ biến và phân tích khi nào nên chuyển sang kiến trúc giao tiếp phi đồng bộ dựa trên sự kiện.
Vì Sao REST Là Lựa Chọn Khởi Đầu Tốt?
Đơn Giản và Dễ Tiếp Cận
REST là một chuẩn giao tiếp sử dụng HTTP vốn rất phổ biến và đơn giản. Điều này giúp các nhóm phát triển có thể thiết lập các dịch vụ với khả năng giao tiếp lẫn nhau mà không cần thiết lập hạ tầng phức tạp.
Dễ Dàng Gỡ Lỗi
Vì REST rất phổ biến, hầu hết các lập trình viên đều quen thuộc với cách thức hoạt động của nó. Các công cụ như Postman, curl hay trình duyệt giúp dễ dàng gửi yêu cầu và kiểm tra phản hồi, giúp việc gỡ lỗi nhanh chóng và hiệu quả.
Tăng Tốc Độ Phát Triển Tính Năng
Đối với các nhóm phát triển nhỏ, REST giúp giảm bớt áp lực vận hành khi không phải quản lý các hệ thống nhắn tin hoặc broker phức tạp. Điều này thúc đẩy việc phát triển và triển khai nhanh hơn, tạo ra nhiều tính năng mới trong thời gian ngắn.
Lưu ý: REST phù hợp với hệ thống qui mô nhỏ đến trung bình hoặc khi độ phức tạp dịch vụ chưa cao.
Nguy Cơ Tiềm Ẩn Khi Dùng REST Một Cách Đơn Giản
Chuỗi Phụ Thuộc Đồng Bộ (Synchronous Dependency Chain)
Khi sử dụng REST, một yêu cầu có thể gây ra một chuỗi gọi dịch vụ liên tiếp xuống các tầng dưới. Điều này làm tăng thời gian phản hồi tổng thể và gây kết nối chặt chẽ giữa các dịch vụ, giảm khả năng mở rộng và vận hành linh hoạt.
Lan Truyền Lỗi (Failure Propagation)
Nếu một dịch vụ trở nên chậm hoặc ngừng hoạt động, các dịch vụ phụ thuộc cũng bị ảnh hưởng, dẫn đến tình trạng thất bại lan tỏa trong toàn hệ thống.
Độ Trễ Chuỗi Dài (Long-tail Latency)
Nhiều bước gọi dịch vụ đồng bộ kết hợp có thể làm tích tụ độ trễ nhỏ thành độ trễ lớn, làm ảnh hưởng tới trải nghiệm người dùng cuối.
Khuyến cáo: Cần cẩn trọng khi xây dựng các chuỗi gọi dịch vụ đồng bộ dài trong kiến trúc microservices.
Giới Thiệu Các Mô Hình Kháng Chịu Lỗi (Resilience Patterns)
Các mô hình dưới đây giúp hệ thống microservices trở nên bền bỉ và ổn định hơn trong bối cảnh phân tán với các lỗi phổ biến.
🔁 Retry (Thử Lại)
Thích hợp với lỗi tạm thời như mất kết nối mạng hay quá tải tạm thời.
Retry với exponential backoff giúp giảm áp lực cho dịch vụ bị quá tải.
Jitter (thêm ngẫu nhiên vào khoảng thời gian chờ) giúp tránh hiện tượng "bầy đàn" nhiều dịch vụ cùng retry cùng lúc.
REST vẫn giữ mối liên kết chặt chẽ: dịch vụ cần biết tiền phải gọi ai, và khi nào nên gọi, dẫn đến quản lý phức tạp và giảm tính linh hoạt.
Các mô hình kháng chịu lỗi chỉ là phản ứng với lỗi, không giúp giảm sự phụ thuộc đồng bộ.
Vẫn phụ thuộc vào dịch vụ chậm nhất trong chuỗi để phản hồi.
Khó khăn trong xử lý các kịch bản phức tạp cần xử lý bất đồng bộ hoặc xử lý sự kiện.
Khi Nào Nên Xem Xét Kiến Trúc Khác
Khi hệ thống có hàng chục hoặc hàng trăm dịch vụ.
Khi hiệu suất và độ bền vững là yếu tố sống còn.
Khi bạn cần khả năng mở rộng linh hoạt và giảm sự phụ thuộc đồng bộ.
Khi muốn xây dựng hệ thống phản ứng dựa trên sự kiện (event-driven) để tăng tính mềm dẻo.
Tiếp Theo: Tách Rời Với Mô Hình Choreography
Thay vì gọi trực tiếp qua REST, microservices có thể phản ứng dựa trên sự kiện. Mỗi dịch vụ hoạt động tự chủ, không cần biết chính xác dịch vụ nào sẽ nhận sự kiện. Điều này giúp:
Giảm chặt coupling giữa các dịch vụ.
Giảm thiểu lỗi lan truyền tức thì.
Tăng linh hoạt và khả năng mở rộng của hệ thống.
Phần tiếp theo sẽ giới thiệu sâu hơn về Choreography – mô hình điều phối dựa trên sự kiện giữa các dịch vụ.
Tham Khảo
N. V. Patel, Microservices Resilience with Resilience4j, 2023.
M. Fowler, Patterns of Enterprise Application Architecture, 2002.