Какие виды сервисов существуют и как они функционируют на низком уровне?

Существует несколько основных видов сервисов в контексте микросервисной архитектуры и распределенных систем:

• Монолитные приложения: Единая, неделимая кодовая база, содержащая всю функциональность приложения.
• Микросервисы: Набор небольших, независимых сервисов, каждый из которых реализует определенную бизнес-логику. Взаимодействуют между собой через API.
• Серверless (бессерверные): Модель вычислений, где провайдер облака динамически управляет выделением и масштабированием ресурсов. Разработчик фокусируется только на коде функций.

На низком уровне функционирование выглядит следующим образом:

Монолит:

Выполняется как единый процесс. Все компоненты загружаются в память одновременно. Взаимодействие между компонентами происходит через вызовы функций или методов внутри одного адресного пространства. Отказоустойчивость достигается резервированием всего монолита. Масштабирование затруднено, требуется масштабировать весь экземпляр приложения. Использование ресурсов часто избыточно.

Микросервисы:

Каждый микросервис – отдельный процесс или набор процессов. Работает в своем изолированном окружении (контейнер, виртуальная машина). Взаимодействие происходит по сети, обычно через HTTP/gRPC на базе синхронных или асинхронных протоколов (например, RabbitMQ, Kafka для асинхронности). Для каждого сервиса может быть свой стек технологий и база данных. Масштабирование происходит независимо для каждого сервиса. Обеспечивается высокая отказоустойчивость (отказ одного сервиса не влияет на другие) и лучшая утилизация ресурсов. Управление усложняется (необходимы Service Discovery, API Gateway, распределенное логирование и мониторинг).

Пример сетевого взаимодействия микросервисов:

// Запрос к Сервису A
GET /users/123 HTTP/1.1
Host: service-a.example.com

// Ответ от Сервиса A
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json

{
  "id": 123,
  "username": "testuser"
}

Serverless:

Код функции развертывается в облачной среде. Провайдер облака запускает код функции в ответ на определенные события (HTTP-запросы, сообщения в очереди, изменения в базе данных). Инфраструктурой (серверы, ОС) управляет провайдер. Функции обычно короткоживущие и stateless (без сохранения состояния между вызовами). Масштабирование автоматическое, основано на количестве событий. Оплата происходит по факту потребления ресурсов (количество выполнений, время работы). На низком уровне провайдер использует контейнеры или виртуальные машины для изоляции и выполнения функций, но этот уровень абстрагирован от пользователя.

Пример Serverless-функции (AWS Lambda):

# Простая Lambda функция
import json

def lambda_handler(event, context):
    # Обработка входящего события (event)
    # Выполнение логики
    response_body = {
        "message": "Hello from Lambda!",
        "input": event
    }

    return {
        "statusCode": 200,
        "body": json.dumps(response_body)
    }

Сравнительная таблица:

Характеристика	Монолит	Микросервисы	Serverless
Архитектура	Единая кодовая база	Независимые сервисы	Функции, управляемые событиями
Развертывание	Единый процесс	Независимое для каждого сервиса	Управляется провайдером
Масштабирование	Горизонтальное (копирование)	Независимое для каждого сервиса	Автоматическое, по событиям
Отказоустойчивость	Низкая	Высокая (изолированы)	Высокая (встроено)
Утилизация ресурсов	Частично избыточна	Более эффективная	Плата за потребление
Сложность управления	Низкая	Высокая	Низкая (для инфраструктуры)
Коммуникация	Внутрипроцессная	По сети (API, сообщения)	Через события провайдера