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Architektur

Microservices

Architekturmuster, bei dem eine Anwendung aus vielen kleinen, unabhaengig deployten Diensten besteht, die ueber APIs kommunizieren.

Microservices haben sich als dominantes Architekturmuster für moderne, skalierbare Softwaresysteme etabliert. Unternehmen wie Netflix, Spotify und Amazon haben ihre monolithischen Systeme in Hunderte kleiner, unabhaengiger Dienste aufgeteilt. Das Ergebnis: schnellere Releases, bessere Skalierbarkeit und Teams, die autonom arbeiten koennen.

Was ist Microservices?

Microservices sind ein Architekturansatz, bei dem eine Anwendung als Sammlung kleiner, unabhaengiger Dienste (Services) entwickelt wird. Jeder Service hat eine klar definierte Aufgabe (z.B. Nutzerverwaltung, Bezahlung, Produktkatalog), eine eigene Datenbank und wird unabhaengig deployt. Die Kommunikation zwischen Services erfolgt ueber leichtgewichtige Protokolle wie REST oder gRPC sowie asynchron ueber Message Queues (Kafka, RabbitMQ). Im Gegensatz zum Monolithen, bei dem alle Funktionen in einer einzigen Codebasis stecken, koennen Microservices unabhaengig entwickelt, getestet und skaliert werden. Jeder Service kann sogar in einer anderen Programmiersprache geschrieben sein.

Wie funktioniert Microservices?

Jeder Microservice wird von einem kleinen Team eigenverantwortlich entwickelt und betrieben (You build it, you run it). Ein API-Gateway dient als zentraler Einstiegspunkt und leitet Anfragen an die zustaendigen Services weiter. Service Discovery (z.B. Consul, Eureka) hilft Services, sich gegenseitig zu finden. Container-Orchestrierung mit Kubernetes sorgt für automatisches Deployment, Skalierung und Self-Healing. Zentralisiertes Logging und Tracing (z.B. Jaeger, ELK-Stack) ermöglichen die Ueberwachung ueber alle Services hinweg.

Praxisbeispiele

1

Netflix: Ueber 700 Microservices verarbeiten Milliarden API-Aufrufe taeglich. Jeder Service ist unabhaengig skalierbar und faellt bei einem Fehler isoliert aus.

2

E-Commerce-Plattform: Separate Services für Produktkatalog, Warenkorb, Bezahlung, Versand und Nutzerbewertungen. Der Warenkorb kann unabhaengig vom Versand-Service skaliert werden.

3

Fintech-App: Eigene Services für Kontoverwaltung, Transaktionen, Benachrichtigungen und Compliance. Jeder Service hat eigene Datenbank und Sicherheitsrichtlinien.

4

SaaS-Plattform: Tenant-Management, Abrechnung, Reporting und Benutzerverwaltung als getrennte Services. Neue Features werden nur im betroffenen Service deployt.

Typische Anwendungsfälle

Große Anwendungen mit vielen Teams: Microservices ermöglichen parallele Entwicklung ohne Merge-Konflikte und gegenseitige Blockaden

Hohe Skalierungsanforderungen: Einzelne Services koennen unabhaengig horizontal skaliert werden

Polyglotte Technologie-Landschaft: Unterschiedliche Services koennen verschiedene Technologien nutzen

Schnelle Release-Zyklen: Aenderungen an einem Service koennen unabhaengig von anderen deployt werden

Legacy-Modernisierung: Schrittweises Herausloesen von Funktionalitaeten aus dem Monolithen in Services

Vorteile und Nachteile

Vorteile

  • Unabhaengiges Deployment: Aenderungen an einem Service erfordern kein Neu-Deployment der gesamten Anwendung
  • Gezielte Skalierung: Nur stark beanspruchte Services werden horizontal skaliert
  • Technologiefreiheit: Jeder Service kann die beste Technologie für seinen Zweck nutzen
  • Fehler-Isolation: Ein fehlerhafter Service bringt nicht die gesamte Anwendung zum Absturz
  • Team-Autonomie: Kleine Teams koennen eigenverantwortlich und schnell arbeiten

Nachteile

  • Hohe Komplexitaet: Verteilte Systeme erfordern Expertise in Netzwerk, Monitoring, Service Discovery und Fehlermanagement
  • Netzwerk-Overhead: Kommunikation ueber das Netzwerk ist langsamer und fehleranfaelliger als Funktionsaufrufe im Monolithen
  • Datenkonsistenz: Verteilte Transaktionen ueber mehrere Services sind schwierig umzusetzen (Saga Pattern noetig)
  • Operativer Aufwand: Viele Services bedeuten viele Deployments, Logs und Monitoring-Dashboards

Häufig gestellte Fragen zu Microservices

Wann sollte man Microservices statt eines Monolithen waehlen?

Microservices lohnen sich, wenn Teams gross genug sind (mehr als 8-10 Entwickler), hohe Skalierungsanforderungen bestehen oder verschiedene Teile der Anwendung unterschiedliche Release-Zyklen haben. Für Startups und kleine Teams ist ein Monolith oft die bessere Wahl, da der Overhead geringer ist.

Braucht man Kubernetes für Microservices?

Nicht zwingend, aber Kubernetes macht das Management vieler Services erheblich einfacher. Alternativen sind Docker Compose für kleine Setups, AWS ECS oder serverlose Plattformen wie AWS Lambda. Ab etwa 10-15 Services wird eine Orchestrierungsloesung wie Kubernetes aber dringend empfohlen.

Wie kommunizieren Microservices miteinander?

Es gibt synchrone Kommunikation (REST, gRPC) für sofortige Antworten und asynchrone Kommunikation (Message Queues wie Kafka oder RabbitMQ) für entkoppelte Verarbeitung. Best Practice ist eine Mischung: Synchron für Echtzeit-Abfragen und asynchron für Events und Hintergrundverarbeitung.

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