Luận văn ThS Kỹ thuật PM: Phát triển Microservices và Micro-frontends

Đ¾I HàC QUàC GIA HÀ NàI TR¯âNG Đ¾I HàC CÔNG NGHÞ BÙI THANH HOA PHÁT TRIÂN PHÀN MÀM THEO H¯àNG CHIA NHâ PHÀN DÞCH VĀ (MICROSERVICES) VÀ PHÀN GIAO DIÞN (MICRO-FRONTENDS) HÀ NÞI - 2021 Đ¾I HàC QUàC GIA HÀ NàI TR¯âNG Đ¾I HàC CÔNG NGHÞ BÙI THANH HOA PHÁT TRIÂN PHÀN MÀM THEO H¯àNG CHIA NHâ PHÀN DÞCH VĀ (MICROSERVICES) VÀ PHÀN GIAO DIÞN (MICRO-FRONTENDS) NGÀNH: KỸ THUÂT PHÀN MÀM CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUÂT PHÀN MÀM Mà SÞ: 8480103.01 LUÂN VN TH¾C S) CÔNG NGHÞ THÔNG TIN NG¯âI H¯àNG DÀN KHOA HàC: PGS. TR¯¡NG ANH HOÀNG HÀ NÞI - 2021 LâI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bản luận văn th¿c sĩ công nghệ thông tin <Phát triển phần mềm theo hướng chia nhỏ phần dịch vụ (microservices) và phần giao diện (micro-frontends)= là sản phẩm nghiên cāu cÿa cá nhân tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn cÿa PGS. Trương Anh Hoàng. Các nái dung được trình bày trong luận văn là công trình nghiên cāu cÿa bản thân tôi, hoàn toàn không sao chép từ sản phẩm cÿa ngưßi khác.

Các nái dung kiến thāc được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo và được trích dẫn rõ ràng. Tôi cam kết chßu trách nhiệm cho lßi cam đoan cÿa mình. Hà Nội, tháng 10 năm 2021 Tác giÁ Bùi Thanh Hoa i LâI CÀM ¡N Trước hết, tôi xin bày tß lòng biết ơn chân thành, sâu sắc cÿa mình đến PGS. Trương Anh Hoàng, ngưßi thầy đã hết sāc tận tâm hướng dẫn và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suát quá trình hoàn thành luận văn.

Tôi xin gửi lßi cảm ơn tới các thầy cô giáo cÿa khoa công nghệ thông tin, trưßng Đ¿i Hác Công Nghệ, Đ¿i Hác Quác Gia Hà Nái, các thầy cô đã rất tận tình chỉ bảo, giúp đỡ và t¿o mái điều kiện để tôi có thể hoàn thành được quá trình hác tập, nghiên cāu trong suát thßi gian qua t¿i trưßng. Cuái cùng, tôi xin được cảm ơn gia đình tôi và b¿n bè cùng khóa, những ngưßi đã luôn khích lệ, đáng viên và giúp đỡ tôi trong thßi gian qua. Hà Nội, tháng 10 năm 2021 Tác giÁ Bùi Thanh Hoa ii MĀC LĀC LâI CAM ĐOAN. ii BÀNG CÁC THUÂT NGĂ VÀ CHĂ VI¾T TÄT.

vi DANH MĀC HÌNH VẼ, Đà THÞ. vii DANH MĀC BÀNG BIÂU. 1 Lý do chán đÁ tài. 1 Đßi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cāu.

2 Ph°¢ng pháp nghiên cāu. PHÁT TRIÂN PHÀN MÀM THEO H¯àNG MICROSERVICES 4 1. Mßt sß h°áng ki¿n trúc phÁn mÁm truyÁn thßng. Kiến trúc nguyên khối.

Kiến trúc hướng dịch vụ. ESB và việc tích hợp ứng dụng SOA. S¢ l°ÿc vÁ ki¿n trúc microservices. Kiến trúc microservices là gì?.

Các mẫu thiết kế microservices. Nguyên tÅc thi¿t k¿ microservices. Đảm bảo tính đơn nhiệm. Áp dụng phương pháp thiết kế hướng miền.

Sử dụng các chuẩn về API. 22 Tóm l°ÿc ch°¢ng 1. PHÁT TRIÂN ĀNG DĀNG WEB THEO H¯àNG MICRO- FRONTENDS. S¢ l°ÿc vÁ mßt sß mô hình phát triÃn āng dāng web phổ bi¿n.

Mô hình web tĩnh. Mô hình web động. Mô hình SPA. Ki¿n trúc micro-frontends.

Tổng quan về micro-frontends. Lợi ích của micro-frontends. C¢ ch¿ tích hÿp trong micro-frontends. Tích hợp tại thời điểm xây dựng.

Tích hợp tại thời điểm thực thi. Điều hướng giữa các micro-frontends. Giao ti¿p giăa các micro-frontends. 38 Tóm l°ÿc ch°¢ng 2.

XÂY DĄNG ĀNG DĀNG THĀ NGHIÞM THEO H¯àNG MICROSERVICES VÀ MICRO-FRONTENDS. Giái thißu hß thßng CEMS. Các chāc nng chính cÿa CEMS. Sơ đồ phân cấp chức năng.

Sơ đồ use case tổng quát. GiÁi pháp xây dąng hß thßng. Giải pháp triển khai. Lựa chọn công nghệ, công cụ.

Giái thißu tổng quan các công nghß trong dą án. Tổng quan về Spring Boot. Tổng quan về Single-SPA. Ki¿n trúc tổng quan hß thßng.

Mô hình hóa các microservices. Kiến trúc tổng thể của CEMS. Xây dựng mô hình dữ liệu. Thi¿t k¿ và cài đặt tÁng dßch vā.

Kiến trúc cụ thể của một microservice. Xây dựng cổng API. Xây dựng mô hình đăng ký và khám phá dịch vụ. Quản lý cấu hình tập trung.

Xây dựng chuẩn giao tiếp API. Thi¿t k¿ và cài đặt tÁng giao dißn. Mô hình tổng quát tầng giao diện. Kiến trúc của một micro-frontend.

Quản lý vòng đời các đối tượng trong một micro-frontend. Một số màn hình giao diện mẫu. KiÃm thā āng dāng. Thực hiện kiểm thử đơn vị.

Thực hiện kiểm thử tích hợp. Thực hiện kiểm thử giao diện. TriÃn khai āng dāng. 73 Tóm l°ÿc ch°¢ng 3.

Đánh giá °u nh°ÿc điÃm và bài hác kinh nghißm. Các tán t¿i và h°áng phát triÃn. 77 TÀI LIÞU THAM KHÀO. 78 v BÀNG CÁC THUÂT NGĂ VÀ CHĂ VI¾T TÄT STT Tÿ vi¿t tÅt Tÿ vi¿t đÁy đÿ Mô tÁ 1 API Application Programming Interface Giao diện lập trình āng dụng 2 CI/CD Continuous Integration (CI) and Quá trình tích hợp và chuyển Continuous Delivery (CD) giao liên tục 3 CSS Cascading Style Sheet Mát kiểu ngôn ngữ đßnh d¿ng, trang trí cho tài liệu HTML 4 Client Client Phía máy khách 5 DDD Domain Driven Design Kỹ thuật thiết kế theo hướng miền 6 DI Dependency Injection Cơ chế tiêm sự phụ thuác giữa các đái tượng 7 DOM Document Object Model Mát chuẩn được đßnh nghĩa bái tổ chāc W3C dùng để quản lý các đái tượng trong tài liệu HTML 8 ELK Elasticsearch, Logstash and Kibana Bá ba công cụ phục vụ cơ chế ghi log 9 ESB Enterprise Service Bus Mát thành phần trung gian để tích hợp các chương trình, dßch vụ khác nhau 10 ERP Enterprise Resource Planning Hệ tháng ho¿ch đßnh tài nguyên cho doanh nghiệp 11 Framework Framework Bá khung phát triển āng dụng 12 HTML Hypertext Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản 13 HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thāc truyền tải siêu văn bản 14 JSON JavaScript Object Notation Mát kiểu dữ liệu má ráng cÿa JavaScript 15 MVC Model View Controller Mát mẫu thiết kế āng dụng 16 ORM Object Relational Mapping Mát kỹ thuật ánh x¿ các đái tượng lập trình với từng bảng trong cơ sá dữ liệu quan hệ 17 SOA Service Oriented Architecture Kiến trúc hướng dßch vụ 18 SOAP Simple Object Access Protocol Mát giao thāc để truy cập dßch vụ web 19 Server Server Phía máy chÿ 20 SPA Single Page Application Kiểu āng dụng mát trang 21 REST Representational State Transfer Mát tiêu chuẩn thiết kế các API sử dụng cho các dßch vụ web 22 URL Uniform Resource Locator Đßa chỉ đßnh vß tài nguyên trên Internet 23 XML Extensible Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu má ráng vi DANH MĀC HÌNH VẼ, Đà THÞ Hình 1.

Kiến trúc nguyên khái cho āng dụng web. Mô hình ho¿t đáng cÿa mát hệ tháng SOA. Mô hình trục tích hợp ESB. Hệ tháng web bán hàng theo mô hình microservices.

Mô hình cổng API trong hệ tháng microservices. Mô hình client-side discovery. Mô hình server-side discovery. Mô hình dùng riêng cơ sá dữ liệu.

Mô hình dùng chung cơ sá dữ liệu. Miền nghiệp vụ hệ tháng quản lý bán hàng. Tổ chāc cÿa mát microservice. Mô hình web tĩnh [15].

Mô hình web đáng. Cơ chế ho¿t đáng cÿa mô hình CSR. Ba mô hình triển khai web truyền tháng. Trang thông tin sản phẩm cÿa mát web bán hàng.

Ba module riêng biệt cÿa trang danh sách sản phẩm. Cấu trúc mát trang web checkout-order. Tệp tin cấu hình quản lý gói thư viện trong āng dụng. Sử dụng iframe để tích hợp micro-frontends.

Tích hợp micro-frontends bằng JavaScript. Tệp tin index. Quản lý cấu hình trong tệp server. Điều hướng các micro-frontends sử dụng frontend proxy.

Điều hướng micro-frontends sử dụng app shell. Ví dụ mát RouterModule cÿa Angular. Giao tiếp giữa các micro-frontends sử dụng EventEmitter. T¿o mát custom event trong Angular.

Chāc năng tổng quát cÿa hệ tháng CEMS. Sơ đồ use case tổng quát cÿa hệ tháng CEMS. Kiến trúc tổng thể cÿa mát āng dụng single-spa. Phân vùng các hành vi trong hệ tháng CEMS.

Kiến trúc tổng thể hệ tháng CEMS. Mô hình cơ sá dữ liệu cÿa CEMS. Mái quan hệ giữa các lớp thực thể trong module user-service. Kiến trúc tổng thể cÿa mát microservice.

Vai trò cÿa cổng API trong CEMS. Cấu hình Zuul API Gateway. Cơ chế ho¿t đáng cÿa Eureka Service Registry. Quy trình đăng ký và khám phá dßch vụ.

Cấu hình đăng ký dßch vụ sử dụng Eureka Server. Các dßch vụ được đăng ký trong Eureka Server. Quản lý cấu hình tập trung với Spring Cloud Config. Lấy thông tin khách hàng theo mã khách hàng.

Lấy thông tin khách hàng dùng Http Get. Ví dụ đặc tả chi tiết cho API: GET /customers/{customerCode}. Cấu hình ghi log trong tệp application. Cấu hình minh háa cho logstash và elasticsearch.

Mô hình ho¿t đáng cÿa ELK. Ví dụ thông tin log cÿa module customer-service. Các micro-frontends trong hệ tháng. Kiến trúc tổng thể cÿa mát micro-frontend.

Ví dụ t¿o mát thành phần web trong Angular. Vòng đßi ho¿t đáng cÿa āng dụng single-spa. Trang chÿ cÿa hệ tháng CEMS. Trang danh mục ngưßi dùng.

Trang danh mục khách hàng. Trang danh mục tr¿m quan trắc. Trang thông tin chi tiết tr¿m quan trắc. Trang danh mục thiết bß.

Các māc kiểm thử được áp dụng trong hệ tháng CEMS. Các thành phần cơ bản cÿa mát microservice. Minh háa mát sơ đồ lớp thuác module customer-service. Ví dụ thực hiện kiểm thử đơn vß với Mockito.

Minh háa kiểm thử tích hợp việc t¿o mới mát user. Ví dụ kiểm thử tích hợp trong lớp UserControllerIntegrationTest. Đóng gói các microservices và t¿o container. Mô tả cÿa mát Dockerfile và docker-compose.

74 viii DANH MĀC BÀNG BIÂU Bảng 1. So sánh kiến trúc nguyên khái, SOA và microservices. So sánh Spring Boot, Micronaut và Play framework. Mát sá mã HTTP thông dụng.

58 ix Mä ĐÀU Lý do chán đÁ tài Trong những năm gần đây, việc áp dụng kiến trúc microservices để xây dựng các āng dụng doanh nghiệp ngày càng phổ biến. Sự ra đßi cÿa microservices đem l¿i nhiều lợi ích như làm giảm đá phāc t¿p trong việc xây dựng các āng dụng lớn cho doanh nghiệp, tăng tính má ráng cũng như nâng cao khả năng bảo trì hệ tháng. T¿i Việt Nam, nhiều công ty như Tiki, Viettel đều đã áp dụng mô hình microservices để xây dựng các giải pháp phần mềm phục vụ bài toán doanh nghiệp. Bên c¿nh thuật ngữ microservices đã khá quen thuác, hướng kiến trúc <micro- frontends= xuất hiện từ khoảng năm 2016.

Micro-frontends ra đßi mang l¿i mát cách tiếp cận mới trong việc xây dựng tầng āng dụng web theo hướng tách nhß phần giao diện thành nhiều module con, đác lập và tích hợp chúng l¿i với nhau. Tư tưáng cÿa micro-frontends không hoàn toàn mới, mà nó được kế thừa từ hướng tiếp cận cÿa microservices.