モノリスアプリケーション vs マイクロサービス: 現代の開発者向け究極ガイド

新しいソフトウェアアプリケーションの素晴らしいアイデアを思いつきました。機能の計画を立て、ターゲットユーザーを特定し、構築を開始する準備ができています。しかし、そこで大きな疑問が浮かび上がります。それは、開発プロセス、チーム、さらには会社の未来を形作るものとなるでしょう。

アプリケーションをどのように構築すべきか？

モノリシックアプリケーションとして、つまり単一の統合されたコードベースとして構築しますか？それとも、より小さく独立したサービス群、つまりマイクロサービスアプローチに分割しますか？

ソフトウェア開発に少しでも携わったことがあるなら、おそらく「モノリス vs. マイクロサービス」に関する議論を目にしたことがあるでしょう。この選択は、ソフトウェアの構築、デプロイ、スケーリング、保守の方法に影響を与えます。しかし、どちらが良いのでしょうか？どちらを使うべきでしょうか？

答えは単純ではありません。それぞれに利点、欠点、そして最適なシナリオがあります。普遍的な「正解」はなく、プロジェクトの状況、チームの強み、そして長期的な目標によってすべてが決まります。

しかし、一つだけ常に真実なことがあります。それは、APIが中心的な役割を果たすということです。
APIは現代のシステムをつなぐ接着剤です。モノリスで作業する場合でも、マイクロサービスの設定で作業する場合でも、堅牢なAPI設計とテストは非常に重要です。特にマイクロサービスでは、APIがサービス間の通信を処理するため、適切なツールが不可欠です。

ここでApidogの出番です。Apidogを使えば、APIの設計、モック、テスト、管理をすべて一箇所で行うことができます。複雑なAPIワークフローを簡素化し、システム全体でスムーズな通信を保証します。何よりも、無料でダウンロードしてすぐに試すことができます。

さて、これら2つのアーキテクチャスタイルを掘り下げ、誇張を排除し、どちらがあなたのプロジェクトにとって最も理にかなっているかを解明していきましょう。

ソフトウェアアーキテクチャの紹介

モノリシックとマイクロサービスについて話す前に、少し視野を広げてみましょう。ソフトウェアアーキテクチャは、本質的にアプリケーションがどのように構築されるかの設計図です。それは、コンポーネントがどのように相互作用し、データがどのように流れ、開発者がシステムをどのように保守・拡張するかを決定します。

過去には、ほとんどのアプリケーションは単一の統合されたユニットとして構築されたモノリシックでした。しかし、時間の経過とともに、クラウドコンピューティングの台頭、スケーラビリティの必要性、およびより速いリリースサイクルが、マイクロサービスの普及につながりました。

どちらのスタイルも今日でも広く使用されています。適切な決定を下すためには、それらのトレードオフを理解することが不可欠です。

舞台設定をしましょう：そもそも何を意味するのか？

比較する前に、それぞれの定義をしておく必要があります。

モノリシックアプリケーション：オールインワンの強力な存在

Microsoft WordやAdobe Photoshopのような、古典的な自己完結型デスクトップアプリケーションを想像してみてください。モノリシックアプリケーションは、一つの大きな分割できないユニットとして構築されます。認証から支払い、通知に至るまで、アプリケーションのすべての機能がまとめてパッケージ化され、単一の実行可能ファイルまたはサービスとしてデプロイされます。

これは次のことを意味します。

• 単一のコードベース: すべてのビジネスロジック、ユーザーインターフェース、データアクセスコードが1つのリポジトリにあります。
• 統合されたデプロイ: アプリケーション全体を1つのパッケージとしてビルドし、デプロイします。コードを1行変更した場合でも、全体をデプロイします。
• 共有メモリ空間: すべてのコンポーネントは、同じプロセス内で単純なメソッド呼び出しや関数呼び出しを通じて相互に通信します。
• 単一のデータベース: 通常、モノリシックアプリケーションは、アプリケーションのすべての部分がアクセスする1つの中央データベースを使用します。

スイスアーミーナイフのようなものだと考えてください。必要なものがすべて1箇所に折りたたまれた、単一のコンパクトなツールです。持ち運び（デプロイ）や使用は簡単ですが、ドライバーを変更する必要がある場合、ナイフ全体を分解しなければならないかもしれません。

マイクロサービスアーキテクチャ：分散された専門チーム

さて、現代の製造業の組立ラインを想像してみてください。ライン上の各ステーションは専門化されています。あるステーションはエンジンを取り付け、別のステーションはドアを取り付け、3番目のステーションはシャーシを塗装します。各ステーションは独立しており、独自のツールを持ち、ライン全体を停止させることなくアップグレードまたは修理が可能です。

マイクロサービスも同様です。マイクロサービスは、アプリケーションを複数の小さく独立したサービスに分割し、それぞれが特定のビジネス機能に責任を持ちます。各サービスは次のようになります。

• 疎結合: サービスは互いに独立しています。あるサービスへの変更が、別のサービスへの変更を必要とすべきではありません。
• 独自のドメインを所有: 各サービスは特定のビジネス機能（例：「ユーザーサービス」、「注文サービス」、「支払いサービス」）を中心に構築されます。
• 独自のデータベースを持つ: サービスは独自のプライベートデータベースを所有し、他のサービスは直接アクセスできません。サービスが提供するAPIを介してアクセスする必要があります。
• APIを介して通信: サービスは、通常HTTP/REST（JSON）またはgRPCなどの軽量プロトコルを使用して、ネットワーク経由で相互に通信します。

これは、専門的なツールボックスを持っているようなものです。作業に必要な正確なレンチを取り出します。ツールボックス全体を交換することなく、より良いレンチを購入できますが、今度は別々のツールでいっぱいの箱を管理しなければなりません。

モノリシックアプリケーション vs マイクロサービス：主な違い

モノリシックアプリケーションとマイクロサービスの主な違いを強調する簡単な表を以下に示します。

大いなる議論：長所と短所を徹底分析

それらが何であるかが分かったので、いくつかの重要な側面でそれらを比較してみましょう。

1. 開発とシンプルさ

• モノリス（利点）： 開発がシンプル。 始めるのは簡単です。ネットワーク通信、サービスディスカバリ、分散データについて心配する必要はありません。新しいモジュールを追加したり、関数を直接呼び出したりすることで、機能を迅速に構築できます。初期開発のスピードが重要となる小規模チームや初期段階のスタートアップに最適です。
• マイクロサービス（欠点）： 開発が複雑。 分散システムの複雑さがすぐに導入されます。開発者は、サービス間通信の処理、複数のリポジトリの管理、およびネットワークに内在する信頼性の低さ（タイムアウト、再試行、障害）に対処する必要があります。学習曲線は急峻です。

2. デプロイとスケーラビリティ

• モノリス（欠点）： スケーリングとデプロイの柔軟性が低い。 アプリケーションのどの部分をスケールさせるにも、モノリス全体をスケールさせる必要があります。製品ページが集中攻撃を受けている場合、負荷がかかっていない部分（管理パネルなど）であっても、アプリの新しいコピー全体を起動しなければなりません。これは非効率的でコストがかかります。
• マイクロサービス（利点）： きめ細かなスケーリングと独立したデプロイ。 これが彼らの超能力です。必要なサービスだけをスケールさせることができます。「支払いサービス」はセール中に100インスタンスを処理できる一方で、「ユーザーレビューサービス」は2つのままです。各サービスは独立してデプロイすることもでき、チームはより速く、より少ないリスクでアップデートをリリースできます。

3. テクノロジーと柔軟性

• モノリス（欠点）： テクノロジーロックイン。 通常、アプリケーション全体で1つのテクノロジースタックに縛られます。すべての作業を同じツールで行わなければならない場合、適切な作業に適切なツールを使用することは非常に困難です。
• マイクロサービス（利点）： 多言語対応の強み。 各サービスは異なるプログラミング言語で書かれ、異なるフレームワークを使用し、その特定のニーズに最適な異なる種類のデータベース（SQLとNoSQLなど）を使用できます。「データ分析サービス」はPythonとPandasを使用でき、「APIゲートウェイ」はパフォーマンスのためにGoを使用できます。

4. 信頼性と障害分離

• モノリス（欠点）： 単一障害点。 マイナーで目立たないモジュール内のバグが、アプリケーション全体をクラッシュさせる可能性があります。どこかのメモリリークがすべてを停止させます。
• マイクロサービス（利点）： 組み込みの障害分離。 「レコメンデーションサービス」がクラッシュしても、アプリケーションの残りの部分（製品の閲覧、カートへの追加、チェックアウト）は、完全にクラッシュする代わりに、味気ない「お客様も購入した商品」セクションを表示するなどで、多くの場合機能し続けることができます。

5. チーム構造とオーナーシップ

• モノリス（欠点）： 大規模チームには非効率。 コードベースが大きくなるにつれて、大規模なチームが互いの邪魔をせずに作業することが難しくなります。調整のオーバーヘッドが増加し、デプロイはストレスの多い、全員参加のイベントになります。
• マイクロサービス（利点）： チームの自律性を可能にする。 このアーキテクチャはコンウェイの法則と完全に一致します。ビジネスドメイン（「チェックアウトチーム」、「検索チーム」など）を中心にチームを編成できます。各チームは、サービスの全体を所有し、独立して開発、デプロイ、運用できるため、はるかに高い俊敏性とオーナーシップを実現します。

モノリシックアーキテクチャを選択すべき時

モノリシックアプローチが輝く状況は以下の通りです。

• 小規模から中規模のアプリケーション: アプリが比較的シンプルであるか、スケール要件が限られている場合。
• 厳しい締め切り: 迅速なプロトタイピングやMVPの場合、モノリシックアプリは構築が速いです。最初の目標は、ビジネスアイデアを検証し、プロダクトマーケットフィットを見つけることです。モノリスは、より迅速に反復し、方向転換することを可能にします。
• 限られたチームサイズ/リソース: 複雑な分散システムを管理する能力がない小規模チームや組織の場合。
• 限られた技術多様性で十分な場合: 技術スタックの統一性が好まれる場合。

マイクロサービスを選択すべき時

マイクロサービスが理にかなっているのは次のような場合です。

• 大規模で複雑なシステム: アプリが独立して成長する多くの異なる機能を含んでいる場合。
• スケーラビリティが重要: 多様な負荷パターンを予測し、効率的なリソース使用を望む場合。アプリケーションの特定の部分が、CPU、メモリ、データベース負荷など、大きく異なるリソース要件を持ち、独立してスケールする必要がある場合。
• 複数のチーム: チームが異なるサービスで自律的に作業でき、開発を加速できる場合。同じコードベースで複数のチーム（5～10人以上の開発者）が常に互いにブロックされている場合。
• 継続的デプロイ: 頻繁かつ独立してアップデートをデプロイしたい場合。
• 技術革新: アプリの異なる部分で異なるツールや言語を採用したい場合。ある領域での小さな変更が、システム内の無関係な部分で予期せぬ障害を引き起こし続ける場合。

モノリスとマイクロサービスの実際の例

• モノリス: eBay、Twitter、Shopifyの初期バージョン。
• マイクロサービス: Netflix、Uber、Amazon。

興味深いことに、多くの企業はモノリスとしてスタートし、成長するにつれてマイクロサービスへと移行しています。

両方のアーキテクチャにおけるAPI管理

アーキテクチャに関わらず、APIは中心的な役割を果たします。

• モノリスでは、APIはしばしば内部的（関数呼び出し）です。
• マイクロサービスでは、APIは通信の基盤です。

これが、APIの設計、テスト、ドキュメンテーションツールがどちらの世界でも不可欠である理由です。

Apidogが両方の世界にどのように適合するか

モノリシックアプリケーションを構築する場合でも、マイクロサービスを構築する場合でも、APIは現代のソフトウェアの生命線です。これらのAPIを効果的に管理およびテストすることは、堅牢で信頼性の高いシステムを提供するために不可欠です。ここにApidogの価値が証明されます。

• モノリスにおいて: モノリス内であっても、通信する内部モジュールがあるかもしれません。これらのモジュール間にあたかも別々のサービスであるかのようにAPI契約を設計するためにApidogを使用することは、素晴らしい実践です。これにより、クリーンな分離が強制され、最終的にマイクロサービスに分割する作業がはるかに簡単になります。これは、物理的なモノリス内の「論理的なマイクロサービス」の一形態です。
• マイクロサービスアーキテクチャにおいて: Apidogは不可欠です。サービスが通信に使用するAPIの設計、テスト、ドキュメント化、モックのための中心的なハブとなります。チームはコードを記述する前にApidogでAPI契約に合意できるため、並行開発が可能になります。「ユーザーサービス」がまだ準備できていなくても、「注文サービス」チームが作業を続けられるように、「ユーザーサービス」APIをモックできます。マイクロサービスがもたらす複雑さを管理します。

Apidogを使用することで、モノリシックまたはマイクロサービスベースのアプリケーションに取り組むチームは、APIライフサイクルをより適切に制御し、自信を持って開発およびデプロイサイクルを加速できます。

隠れたコストと課題

マイクロサービスはすべてがバラ色というわけではありません。しばしば過小評価される、莫大な運用上のオーバーヘッドが伴います。

• 分散データ管理: これが最も難しい部分です。サービス間でデータの一貫性を維持することは悪夢です。複数のサービスにまたがるトランザクションを処理するために、結果整合性やSagaパターンなどのパターンを受け入れる必要があります。
• ネットワークの複雑さ: コンポーネント間にネットワークが存在するようになります。サービスディスカバリ（サービスAがサービスBをどのように見つけるか？）、ロードバランシング、APIゲートウェイ、再試行、サーキットブレーカー、レイテンシを処理する必要があります。ここでは、デプロイ前にこれらのサービス間APIが正しく機能することを確認するために、Apidogのようなツールが設計、テスト、モックにおいて非常に重要になります。
• 監視とデバッグ: トラブルシューティングは、もはや単一のログファイルを見るだけではありません。1つのリクエストが多数のサービスをジグザグに通過するのを追跡するために、分散トレーシング（例：JaegerやZipkinを使用）が必要です。数十のサービスの健全性を監視することは、フルタイムの仕事です。
• テスト: 単一のサービスを分離してテストすること（単体テスト）は簡単ですが、統合されたシステム全体をテストすることは信じられないほど複雑です。サービスが互いに壊れないようにするために、高度なテスト環境と契約テストが必要です。

移行戦略：モノリスからマイクロサービスへ

もし今日モノリスを運用していて、マイクロサービスへ移行したいと考えているなら、心配いりません。多くの企業が成功裏にそれを実現しています。

典型的な戦略には以下が含まれます。

1. モノリスの絞め殺し: モノリスの一部をマイクロサービスで徐々に置き換える。
2. モジュールの特定: 最も依存度の低い部分から始める。
3. APIを境界として使用: APIを介してモノリスの機能を公開し、その後舞台裏で移行する。

モノリス vs マイクロサービスに関する一般的な誤解

1. 「モノリスは時代遅れだ。」: 違います。小規模なアプリには依然として優れています。
2. 「マイクロサービスは常にパフォーマンスを向上させる。」: 必ずしもそうではありません。ネットワークのオーバーヘッドが処理を遅くすることがあります。
3. 「永遠にどちらかを選ばなければならない。」: 実際には、多くの企業が時間の経過とともにモノリスからマイクロサービスへと進化します。

結論：二者択一ではなく、スペクトラムである

モノリス対マイクロサービスの議論は、誤った二分法です。**モノリシックアプリケーション対マイクロサービス**の議論は、「勝者」を選ぶことではありません。それは、**現在のニーズに合った適切なアーキテクチャ**を選択することなのです。

その道のりはしばしば次のようになります。

1. モノリスから始める: 迅速に構築し、ユーザーから学び、コアバリューを見つけます。
2. モジュラーモノリスにリファクタリングする: 成長するにつれて、明確な内部境界とAPIを持つようにコードを構造化します。
3. 特定のマイクロサービスを抽出する: 特定のモジュールが分離される明確な理由がある場合（例：高負荷、リソース集約型、または技術的にユニークなサービス）、それを切り出します。
4. 必要に応じて繰り返す: 誇大広告ではなく、実際の測定可能なニーズに基づいて、徐々にアーキテクチャを進化させます。

目標はマイクロサービスを持つことではありません。目標は、成功し、保守可能で、スケーラブルな製品を構築することです。現在の段階で最も少ない複雑さでその目標を達成できるアーキテクチャを選択してください。いずれにせよ、APIはアーキテクチャの中心にあり続けます。そのためには適切なツールが必要です。そして、**Apidog**のようなツールを使用して、どのようなアーキテクチャを選択しても、それが適切に設計され、信頼性の高いAPIの基盤の上に構築されていることを保証し、APIの設計、テスト、管理を容易にしてください。