導入
こんにちは、もんすんです。
ソフトウェアを設計するとき、アーキテクチャの選択はプロジェクトの成功を左右する重要なポイントです。
「アーキテクチャパターン」は、これまでの経験から導き出された設計のベストプラクティスで、特定の問題に対して効果的な解決策を提供します。
今回は、いくつかの代表的なアーキテクチャパターンを初心者の方でも理解できるように解説します。
アーキテクチャパターン
モノリシックアプリケーション：一体型のアプローチ
モノリシックアプリケーションとは、アプリ全体が一つのまとまりとして構築される方法です。
フロントエンドとバックエンドが1つのアプリケーションとして構築されます。
例えば、小さなブログサイトや簡単な業務管理システムなどはこの構造が適しています。
スタートアップ企業や個人開発で、よく採用されるアーキテクチャです。
メリット
- 開発や運用コストが低い
- シンプルでわかりやすく、初心者でも設計やデプロイが簡単
課題
- アプリが大きくなると、変更や拡張が困難
- サーバー負荷が高くなったとき、特定の部分だけを拡張するのが困難
小規模なプロジェクトには十分効果的ですが、大規模化する場合には別の選択肢を検討する必要があります。
SOA(サービス指向アーキテクチャ)：統合のためのフレームワーク
SOAは、異なるシステム間をつなぐためのアーキテクチャです。
例えば、複数の業務システム(販売管理、在庫管理など)を連携させる場合に利用されます。
システムとしての役割ごとにシステムを分離させた構造になります。
メリット
- 再利用可能な「サービス」を作成でき、全体の効率が向上する
- 異なる技術スタックやプロトコル間の連携が容易である
課題
- 初期設計にコストと時間がかかる
- マイクロサービスに比べて構造が重たくなる場合がある
マイクロサービス：小さく分けて独立運用
マイクロサービスは、アプリケーションを小さな機能ごとに分割し、それぞれが独立して開発・運用される方法です。
例えば、ECサイトの注文管理、在庫管理、支払い処理などを個別のサービスとして設計するケースです。
メリット
- サービスごとにスケーリング(性能強化)が可能。
- 異なる技術を活用でき、チームの柔軟性が高まる。
- 一部の機能を変更しても、他の部分に影響しにくい。
課題 - サービス同士の通信や整合性の管理が必要がある。
- 専門的な技術と運用スキルが求められる。
最近の大規模なアプリケーションで採用されているアプローチです。
サービスメッシュ：マイクロサービスのための交通整理
マイクロサービスが増えると、サービス間の通信が複雑化します。
そこで登場するのが「サービスメッシュ」です。
これにより、通信の最適化やセキュリティの向上が図れます。
メリット
- 負荷分散や障害時の切り替えを自動化。
- 通信の監視やログの収集が容易。
課題
- 初期セットアップが複雑。
- 管理コストが増加する可能性。
Kubernetes環境で特に利用される技術で、IstioやLinkerdが有名です。
サーバーレス：サーバーを気にしないシンプル構成
サーバーレスでは、サーバーのプロビジョニングや管理をクラウドプロバイダーが担当し、開発者はアプリケーションのロジックに専念できます。
つまり、アプリケーションが特定のイベントに応じて動作する形態で、サーバー自体を直接管理する必要がありません。
コードをアップロードすると、自動的にサーバーが管理され、イベントが発生したときにだけ実行されます。
メリット
- 開発と運用の負担を大幅に軽減
- 自動スケーリングで急な負荷増にも対応
- 実行された分だけ料金が発生し、コスト効率が高い
課題
- サーバーレス特有の制約に適応する必要がある。
- 長時間の実行や特定のワークロードには向いていない。
AWS LambdaやGoogle Cloud Functionsが代表例です。
アーキテクチャ選択のポイント
ざっくりと整理すると、条件に応じてそれぞれ以下のようにアーキテクチャを選択するのがよさそうです。
- スピード重視・軽量アプリケーション：サーバーレスがおすすめ
- 小規模・短期的なプロジェクト：モノリシックアプリが最適
- 大規模・多機能アプリケーション：マイクロサービスが有利
- マイクロサービスを効率化：サービスメッシュを導入
- 既存システムの統合：SOAの採用を検討
最後に
ソフトウェアアーキテクチャの選択は、単にシステムの設計を決定するだけでなく、その後の運用や拡張に大きな影響を与えます。
選択に迷った場合は、各アーキテクチャの特徴を理解し、具体的な課題にどう対応できるかを中心に考えることが鍵となります。
今回の記事のアーキテクチャパターンを参考に、最適なシステム設計を進めていきましょう。