Aplikasi digital dapat berkembang menjadi sistem yang sangat kompleks. Fitur bertambah, jumlah pengguna meningkat, data semakin besar, dan proses yang sebelumnya sederhana mulai melibatkan banyak komponen.
Dalam kondisi seperti ini, cara sebuah aplikasi dirancang menjadi semakin penting.
Salah satu pendekatan yang banyak digunakan dalam pengembangan sistem modern adalah microservices.
Pendekatan ini membagi aplikasi menjadi sejumlah layanan yang lebih kecil. Setiap layanan biasanya mempunyai tanggung jawab tertentu dan dapat berkomunikasi dengan layanan lainnya melalui mekanisme seperti API atau sistem messaging.
Sebagai contoh, sebuah platform digital dapat mempunyai layanan terpisah untuk mengelola akun pengguna, produk, pembayaran, notifikasi, dan pencarian.
Bagi pengguna, semuanya tetap terlihat sebagai satu aplikasi. Namun di belakang layar, berbagai layanan dapat bekerja bersama untuk menghasilkan fungsi yang digunakan.
Arsitektur seperti ini menawarkan fleksibilitas, tetapi juga membawa tantangan baru. Semakin banyak layanan yang digunakan, semakin penting pengelolaan komunikasi, keamanan, monitoring, data, dan infrastruktur.
Apa Itu Microservices?
Microservices adalah pendekatan arsitektur perangkat lunak yang membagi sebuah aplikasi menjadi sejumlah layanan dengan fungsi yang lebih spesifik.
Daripada menempatkan seluruh kemampuan aplikasi dalam satu sistem besar, setiap layanan dapat bertanggung jawab terhadap bagian tertentu.
Misalnya, sebuah platform e-commerce dapat memiliki layanan pengguna yang menangani akun dan identitas. Layanan produk mengelola katalog. Sistem lain menangani pesanan, sementara layanan berbeda digunakan untuk notifikasi.
Setiap komponen mempunyai tanggung jawab yang lebih terfokus.
Layanan tersebut kemudian berkomunikasi agar seluruh aplikasi dapat bekerja sebagai satu kesatuan.
Pendekatan ini berbeda dengan arsitektur monolithic, tetapi bukan berarti salah satunya selalu lebih baik. Pemilihan arsitektur perlu mempertimbangkan ukuran aplikasi, kebutuhan bisnis, kemampuan tim, serta kompleksitas sistem.
Mengenal Arsitektur Monolithic
Sebelum memahami pendekatan layanan terpisah, penting mengenal monolithic architecture.
Dalam arsitektur monolithic, berbagai fungsi aplikasi berada dalam satu sistem atau deployment utama.
Autentikasi, pengelolaan produk, pembayaran, dan berbagai fitur lainnya dapat menjadi bagian dari aplikasi yang sama.
Pendekatan ini mempunyai beberapa keuntungan.
Pengembangan awal relatif sederhana karena seluruh bagian berada dalam satu proyek. Deployment juga dapat lebih mudah karena tim hanya perlu mengelola satu aplikasi utama.
Untuk sistem kecil atau aplikasi dengan kebutuhan yang belum kompleks, monolithic dapat menjadi pilihan yang sangat masuk akal.
Tantangan biasanya muncul ketika aplikasi berkembang sangat besar.
Perubahan pada satu bagian dapat membutuhkan pengujian dan deployment keseluruhan aplikasi. Tim yang semakin besar juga dapat mengalami kesulitan ketika banyak developer bekerja pada codebase yang sama.
Kondisi tersebut menjadi salah satu alasan munculnya pendekatan arsitektur yang lebih terdistribusi.
Bagaimana Microservices Bekerja?
Dalam arsitektur microservices, fungsi aplikasi dibagi berdasarkan tanggung jawab tertentu.
Setiap layanan dapat mempunyai kode, proses, dan siklus deployment sendiri.
Bayangkan sebuah aplikasi mempunyai tiga fungsi utama: pengguna, produk, dan pesanan.
Ketika seseorang membuka informasi produk, aplikasi dapat menghubungi layanan produk.
Ketika pengguna membuat pesanan, sistem pesanan memproses permintaan dan mungkin membutuhkan informasi dari layanan pengguna serta produk.
Komunikasi dapat berlangsung melalui API.
Pada kondisi lainnya, layanan dapat menggunakan message broker atau mekanisme event untuk bertukar informasi secara asynchronous.
Walaupun komponen dipisahkan, semuanya tetap perlu bekerja secara terkoordinasi agar pengalaman pengguna tidak terganggu.
Service dan Tanggung Jawab yang Jelas
Salah satu bagian penting dalam desain microservices adalah menentukan batas tanggung jawab setiap layanan.
Jika layanan dibuat terlalu besar, manfaat pemisahan dapat berkurang.
Sebaliknya, membagi aplikasi menjadi terlalu banyak komponen kecil juga dapat meningkatkan kompleksitas tanpa memberikan keuntungan yang berarti.
Karena itu, istilah “micro” tidak berarti setiap fungsi harus dibuat menjadi layanan sekecil mungkin.
Yang lebih penting adalah mempunyai batas fungsi yang masuk akal.
Layanan pengguna, misalnya, dapat bertanggung jawab terhadap profil dan informasi akun. Layanan notifikasi menangani pengiriman pesan. Sementara layanan pencarian fokus pada proses menemukan informasi.
Batas yang jelas membantu tim memahami bagian sistem yang menjadi tanggung jawab setiap layanan.
Komunikasi Menggunakan API
Setelah aplikasi dibagi menjadi beberapa layanan, komponen tersebut membutuhkan cara untuk berkomunikasi.
API menjadi salah satu mekanisme yang paling umum.
Sebuah service dapat mengirim request kepada service lain dan menerima response.
Sebagai contoh, sistem pesanan mungkin perlu mengetahui informasi produk. Layanan tersebut dapat meminta data melalui endpoint yang disediakan oleh service produk.
Pendekatan ini memungkinkan setiap komponen tetap mempunyai fungsi yang relatif independen.
Namun komunikasi melalui jaringan komputer berbeda dengan memanggil fungsi di dalam satu aplikasi.
Jaringan dapat mengalami latency atau gangguan. Layanan tujuan juga dapat sedang tidak tersedia.
Karena itu, sistem perlu mempertimbangkan timeout, retry, error handling, dan berbagai kemungkinan kegagalan lainnya.
Komunikasi Synchronous dan Asynchronous
Tidak semua layanan harus berkomunikasi menggunakan pola request dan response secara langsung.
Pada synchronous communication, satu service mengirim permintaan dan menunggu hasil sebelum melanjutkan proses.
Pendekatan ini cocok ketika respons memang dibutuhkan saat itu juga.
Namun ada pula asynchronous communication.
Pada model ini, sebuah layanan dapat mengirim pesan atau event tanpa harus menunggu proses lainnya selesai secara langsung.
Misalnya, setelah pesanan berhasil dibuat, sistem dapat menghasilkan event.
Layanan notifikasi kemudian menerima event tersebut dan mengirimkan pesan kepada pengguna.
Sistem pesanan tidak harus menunggu seluruh proses pengiriman notifikasi selesai.
Pendekatan asynchronous dapat membantu mengurangi ketergantungan langsung antarservice pada beberapa jenis proses.
Message Queue dan Event
Komunikasi asynchronous sering menggunakan message queue atau event streaming.
Sebuah layanan dapat menghasilkan pesan, kemudian sistem perantara menyimpannya sampai layanan penerima memproses informasi tersebut.
Pendekatan ini membantu memisahkan producer dan consumer.
Producer tidak selalu perlu mengetahui bagaimana informasi akan digunakan setelah dikirim.
Sebagai contoh, ketika pengguna baru membuat akun, sebuah event dapat diterbitkan.
Layanan email dapat menggunakannya untuk mengirim pesan selamat datang, sementara sistem analitik dapat menggunakan event yang sama untuk memperbarui statistik.
Dengan demikian, satu peristiwa dapat digunakan oleh beberapa komponen tanpa membuat semuanya terhubung secara langsung.
Pengelolaan Data pada Microservices
Data menjadi salah satu tantangan penting dalam sistem terdistribusi.
Dalam arsitektur monolithic, banyak fungsi dapat menggunakan database yang sama.
Pada microservices, layanan sering dirancang agar mempunyai kontrol yang lebih jelas terhadap datanya sendiri.
Sebagai contoh, layanan pengguna dapat mengelola data akun, sedangkan layanan produk mengelola informasi katalog.
Pendekatan ini mengurangi ketergantungan langsung pada struktur penyimpanan layanan lain.
Namun pemisahan tersebut juga menambahkan tantangan.
Sebuah proses mungkin membutuhkan informasi dari beberapa service. Menjaga konsistensi data di berbagai sistem dapat menjadi lebih kompleks dibandingkan transaksi pada satu database.
Karena itu, desain data perlu dipikirkan bersama dengan desain layanan.
Service Discovery
Ketika hanya terdapat beberapa server, mengetahui alamat setiap layanan mungkin masih mudah.
Situasinya berbeda pada sistem yang mempunyai banyak instance yang dapat berubah secara dinamis.
Server baru dapat dibuat ketika traffic meningkat dan dihapus ketika kebutuhan menurun.
Service discovery membantu sebuah layanan menemukan lokasi service lain yang ingin diakses.
Daripada menyimpan alamat server secara manual, sistem dapat menggunakan mekanisme yang mengetahui instance mana yang sedang tersedia.
Kemampuan tersebut sangat berguna pada lingkungan cloud dan container yang infrastrukturnya dapat berubah secara dinamis.
Load Balancing
Satu service dapat dijalankan pada beberapa instance untuk menangani lebih banyak permintaan.
Jika terdapat lima instance dari layanan yang sama, traffic perlu didistribusikan di antara semuanya.
Load balancer membantu membagi permintaan ke instance yang tersedia.
Tujuannya adalah menghindari seluruh traffic terkonsentrasi pada satu server ketika kapasitas lain masih tersedia.
Load balancing juga dapat membantu ketersediaan.
Jika satu instance mengalami masalah, permintaan dapat dialihkan ke instance lain yang masih berfungsi.
Namun mekanisme ini tetap membutuhkan health check agar sistem mengetahui instance mana yang siap menerima traffic.
Container dan Microservices
Container banyak digunakan bersama arsitektur microservices karena memberikan cara yang relatif konsisten untuk menjalankan aplikasi.
Sebuah container dapat membawa aplikasi beserta dependency yang diperlukan.
Setiap service kemudian dapat dikemas dan dijalankan secara terpisah.
Pendekatan tersebut membantu mengurangi perbedaan lingkungan antara proses pengembangan dan deployment.
Container juga relatif mudah dibuat atau dihentikan sesuai kebutuhan.
Namun penggunaan container bukan persyaratan wajib.
Arsitektur layanan terpisah dapat dijalankan menggunakan berbagai bentuk infrastruktur. Container hanya menjadi salah satu teknologi yang sangat cocok untuk kebutuhan tersebut.
Orchestration
Ketika jumlah container bertambah, mengelolanya secara manual menjadi sulit.
Sistem perlu menentukan di mana container dijalankan, bagaimana mengganti instance yang gagal, bagaimana melakukan scaling, dan bagaimana jaringan antarservice dikelola.
Di sinilah container orchestration mempunyai peran.
Platform orchestration membantu mengatur deployment dan siklus hidup workload.
Sistem dapat menentukan jumlah instance yang diinginkan, kemudian platform berusaha mempertahankan kondisi tersebut.
Jika satu instance berhenti, instance baru dapat dibuat.
Orchestration juga dapat membantu service discovery, konfigurasi jaringan, deployment bertahap, dan pengelolaan resource.
Namun kemampuan tersebut datang bersama kompleksitas operasional yang perlu dipahami oleh tim.
Skalabilitas Setiap Layanan
Salah satu keuntungan arsitektur microservices adalah kemampuan meningkatkan kapasitas pada bagian yang memang membutuhkan sumber daya lebih besar.
Bayangkan sebuah aplikasi mempunyai fitur pencarian yang menerima traffic jauh lebih tinggi daripada sistem notifikasi.
Dalam aplikasi monolithic, peningkatan kapasitas dapat berarti menambah instance seluruh aplikasi.
Pada arsitektur layanan terpisah, tim dapat meningkatkan jumlah instance layanan pencarian saja.
Pendekatan ini dapat membuat penggunaan resource lebih fleksibel.
Namun manfaat tersebut baru terasa apabila batas layanan dan karakteristik beban sistem memang dirancang dengan baik.
Scaling juga tidak hanya bergantung pada jumlah server. Database, jaringan, cache, dan layanan lain tetap dapat menjadi bottleneck.
Keamanan Antarservice
Memisahkan aplikasi menjadi banyak service menciptakan lebih banyak jalur komunikasi.
Karena itu, keamanan perlu diterapkan tidak hanya pada akses dari pengguna tetapi juga pada komunikasi internal.
Layanan perlu mengetahui apakah permintaan berasal dari pihak yang memiliki izin.
Authentication dan authorization dapat diterapkan pada komunikasi tertentu.
Enkripsi juga dapat digunakan ketika data berpindah melalui jaringan.
Prinsip least privilege tetap relevan.
Satu service sebaiknya hanya mendapatkan akses yang diperlukan terhadap sumber daya lainnya.
Jika layanan notifikasi tidak membutuhkan kemampuan mengubah data pengguna, izin tersebut tidak perlu diberikan.
Pendekatan ini membantu membatasi dampak apabila satu komponen mengalami masalah.
Monitoring Sistem Terdistribusi
Ketika seluruh fungsi berada dalam satu aplikasi, menemukan sumber error relatif lebih sederhana.
Pada microservices, satu permintaan pengguna dapat melewati banyak service.
Pengguna membuka sebuah halaman, gateway menerima permintaan, layanan autentikasi memverifikasi akun, service produk mengambil data, dan layanan lain mungkin ikut terlibat.
Jika proses menjadi lambat, tim perlu mengetahui bagian mana yang menyebabkan masalah.
Monitoring menyediakan metrik mengenai kondisi layanan.
Logging memberikan catatan peristiwa.
Sementara distributed tracing membantu mengikuti perjalanan sebuah request melalui beberapa service.
Ketiga pendekatan tersebut menjadi bagian penting dari observability pada sistem terdistribusi.
Ketahanan terhadap Kegagalan
Dalam sistem yang mempunyai banyak komponen, kegagalan salah satu bagian perlu dianggap sebagai sesuatu yang mungkin terjadi.
Jika satu service tidak tersedia, layanan lain sebaiknya tidak selalu ikut berhenti tanpa kendali.
Timeout membantu mencegah aplikasi menunggu response terlalu lama.
Retry dapat digunakan untuk mencoba kembali permintaan tertentu.
Namun retry juga perlu dibatasi agar tidak memperburuk beban pada service yang sedang mengalami masalah.
Pada kondisi tertentu, sistem dapat menyediakan fallback atau mengurangi sebagian fungsi sementara.
Tujuannya adalah mencegah satu gangguan kecil berkembang menjadi kegagalan yang lebih luas.
Deployment dan CI/CD
Layanan yang dapat dikembangkan secara independen juga membutuhkan proses deployment yang terstruktur.
CI/CD dapat membantu mengotomatisasi pengujian dan distribusi perubahan.
Ketika developer memperbarui satu service, pipeline dapat menjalankan test sebelum versi baru diterapkan.
Pendekatan seperti rolling deployment dapat mengganti instance secara bertahap.
Strategi lainnya memungkinkan versi baru diuji pada sebagian traffic sebelum digunakan lebih luas.
Kemampuan deployment independen menjadi salah satu manfaat arsitektur terdistribusi, tetapi hanya jika proses pengujian dan monitoring cukup matang.
API Gateway
Ketika aplikasi mempunyai banyak service, client tidak selalu perlu berkomunikasi langsung dengan setiap layanan.
API gateway dapat menjadi titik masuk yang menerima permintaan dari client kemudian meneruskannya ke service yang sesuai.
Gateway dapat menjalankan beberapa fungsi tambahan, seperti autentikasi, routing, rate limiting, atau logging.
Pendekatan ini membantu menyederhanakan komunikasi dari sisi client.
Aplikasi mobile, misalnya, tidak harus mengetahui lokasi setiap layanan internal.
Namun gateway juga menjadi komponen penting yang perlu dirancang agar mempunyai kapasitas dan ketersediaan yang memadai.
Manfaat Microservices
Pendekatan microservices dapat memberikan fleksibilitas pada sistem yang sudah mempunyai kebutuhan kompleks.
Tim dapat mengembangkan bagian tertentu secara lebih independen.
Layanan dapat menggunakan siklus deployment berbeda dan kapasitasnya dapat disesuaikan berdasarkan kebutuhan.
Gangguan pada satu service juga berpotensi diisolasi sehingga tidak selalu menyebabkan seluruh aplikasi berhenti.
Arsitektur ini dapat membantu organisasi besar membagi tanggung jawab berdasarkan domain atau fungsi tertentu.
Namun manfaat tersebut tidak datang secara otomatis.
Diperlukan proses deployment, monitoring, keamanan, komunikasi, dan pengelolaan infrastruktur yang matang.
Tanpa fondasi tersebut, pemisahan aplikasi justru dapat meningkatkan beban operasional.
Tantangan Arsitektur Microservices
Kompleksitas merupakan salah satu tantangan terbesar.
Aplikasi yang sebelumnya berkomunikasi di dalam satu proses sekarang perlu menggunakan jaringan.
Masalah latency, kegagalan koneksi, autentikasi antarservice, konsistensi data, dan versioning mulai muncul.
Jumlah layanan yang besar juga meningkatkan kebutuhan monitoring.
Tim perlu mengetahui kondisi setiap service serta hubungan di antara semuanya.
Pengujian dapat menjadi lebih kompleks karena satu fitur mungkin bergantung pada beberapa komponen.
Biaya infrastruktur dan operasional juga perlu diperhitungkan.
Karena itu, memecah aplikasi menjadi banyak layanan tanpa alasan yang jelas bukan selalu keputusan terbaik.
Kapan Microservices Sebaiknya Digunakan?
Tidak ada ukuran tunggal yang menentukan kapan sebuah aplikasi harus menggunakan pendekatan ini.
Sistem sederhana dengan tim kecil sering kali lebih mudah dikelola menggunakan arsitektur monolithic yang dirancang dengan baik.
Microservices mulai menarik ketika kompleksitas aplikasi dan organisasi meningkat.
Misalnya, beberapa tim perlu mengembangkan bagian sistem secara independen, fitur tertentu mempunyai kebutuhan scaling yang sangat berbeda, atau deployment seluruh aplikasi mulai menjadi hambatan.
Bahkan dalam kondisi tersebut, migrasi tidak harus dilakukan sekaligus.
Sebagian sistem dapat tetap menggunakan monolithic sementara fungsi tertentu dipisahkan secara bertahap berdasarkan kebutuhan nyata.
Arsitektur sebaiknya mengikuti masalah yang ingin diselesaikan, bukan sekadar tren teknologi.
Microservices dalam Ekosistem Digital Modern
Pendekatan ini menunjukkan bagaimana berbagai teknologi yang sebelumnya dibahas saling berhubungan.
API menyediakan komunikasi.
Database mengelola data.
Cloud menyediakan infrastruktur yang fleksibel.
Container membantu menjalankan service secara konsisten.
Otomatisasi membantu deployment dan pengelolaan sistem.
Jaringan membawa komunikasi antarservice, sementara keamanan mengontrol akses di antara berbagai komponen.
Ketika seluruh teknologi tersebut bekerja bersama, sebuah aplikasi dapat berkembang menjadi sistem terdistribusi yang mampu melayani kebutuhan dalam skala lebih besar.
Namun semakin banyak komponen yang digunakan, semakin penting pula desain yang sederhana dan dapat dipahami.
Teknologi seharusnya membantu menyelesaikan masalah, bukan menciptakan kompleksitas yang tidak diperlukan.
FAQ
Apa itu microservices?
Microservices adalah pendekatan arsitektur yang membagi aplikasi menjadi sejumlah layanan dengan tanggung jawab lebih spesifik yang dapat berkomunikasi satu sama lain.
Apa perbedaan microservices dan monolithic?
Monolithic menempatkan banyak fungsi aplikasi dalam satu sistem utama, sedangkan pendekatan layanan terpisah membagi fungsi tersebut menjadi beberapa service.
Apakah microservices harus menggunakan container?
Tidak. Container sering digunakan karena cocok untuk menjalankan service secara terpisah, tetapi bukan persyaratan wajib.
Mengapa API penting dalam arsitektur ini?
API menyediakan mekanisme terstruktur agar layanan dapat bertukar informasi dan menggunakan fungsi service lainnya.
Apakah microservices cocok untuk semua aplikasi?
Tidak. Untuk aplikasi sederhana, arsitektur monolithic dapat lebih mudah dikembangkan dan dioperasikan. Pemilihan harus berdasarkan kebutuhan sistem dan kemampuan tim.
Kesimpulan
Microservices menawarkan pendekatan untuk membangun aplikasi dari sejumlah layanan dengan tanggung jawab yang lebih terfokus.
Setiap service dapat dikembangkan, dijalankan, dan ditingkatkan kapasitasnya berdasarkan kebutuhan. API dan messaging membantu komunikasi, container menyediakan lingkungan eksekusi, sedangkan orchestration membantu mengelola banyak workload.
Fleksibilitas tersebut juga membawa kompleksitas.
Jaringan, keamanan, konsistensi data, monitoring, deployment, dan penanganan kegagalan menjadi semakin penting ketika jumlah layanan bertambah.
Karena itu, pendekatan ini bukan tujuan yang harus digunakan oleh setiap aplikasi. Arsitektur terbaik adalah arsitektur yang sesuai dengan skala, kebutuhan, dan masalah yang ingin diselesaikan.
Melalui HT66, microservices dipahami sebagai bagian dari ekosistem teknologi modern yang menghubungkan aplikasi, API, cloud, data, jaringan, keamanan, dan otomatisasi untuk membangun sistem digital yang lebih modular dan fleksibel.