現代のシステム開発では、複雑化するユーザーの要求や迅速な市場変化への「対応力」が問われる場面が増えています。つまり柔軟性の高いアーキテクチャが求められているということであり、その答えのひとつとして注目されているのがマイクロサービスです。

マイクロサービスは、クラウドやAPI技術の進化とともに注目度が増しているアーキテクチャであり、実際にAmazonやNetflixといったメガテック企業でも活用されています。本記事では、マイクロサービスの基礎から応用例、メリット・デメリット、導入に必要な技術まで、わかりやすく解説します。

 

マイクロサービスとは

マイクロサービスとは、ひとつの大きなシステムを「複数の」「独立した」「小さな」機能（サービス）に分割して設計・構築するアーキテクチャスタイルです。この設計思想により、各サービスは独立して動作するようになることから、必要に応じての更新や拡張といった柔軟性が高まります。

アプリケーション全体が一体化した設計である、従来型の「モノリシックアーキテクチャ」とは、次のような点で異なります。

顧客ニーズの変化に迅速に対応する必要性が高まっている昨今、特にビジネス要件が頻繁に変わる業界では、市場対応力の向上は至上命題といえるものです。それに伴い、マイクロサービスの柔軟性は多くの企業にとって魅力的なものとなっています。

また、クラウド環境を「前提」として設計する手法であるクラウドネイティブの中核的な技術としても、マイクロサービスにかかる期待は大きいです。

 

マイクロサービスの例

AmazonやNetflix、Uberといった有名企業もマイクロサービスを採用し、それぞれが独自の成功を収めています。これらの企業の成功事例には、次のような共通点が見られます。

• サービス設計：機能を小さなサービスとして分割し、APIを通じて連携させている
• スケーラビリティ：トラフィックの急変などに対応するため、必要なサービスのみをスケールアップできる
• トラブル・変更対応：問題が発生しても特定のサービスのみを修正すればよいため、全体への影響を最小限に抑えられる

 

Amazon

Amazonの大規模なオンライン小売プラットフォームには、マイクロサービスの設計思想が用いられており、具体的には次のようなシステム設計がなされています。

こうした設計により、Amazonは急激なトラフィック増加や頻繁なビジネス要件の変更にもスムーズに対応しています。

 

Netflix

Netflixも、マイクロサービスの導入で高いユーザーエクスペリエンスを実現している代表的な企業です。具体的には、次のような特徴が見られます。

この仕組みにより、Netflixは1億人以上のユーザーに安定したストリーミングサービスを提供しています。

 

Uber

リアルタイムでの配車サービスの実行にあたり、Uberでもマイクロサービスが重要な役割を果たしています。

このように、Uberのスムーズな配車体験と高い可用性は、マイクロサービスによって支えられているのです。

 

マイクロサービスのメリット

AmazonやNetflixの活用事例からも読み取れるように、マイクロサービスには次のような多くのメリットがあります。

• 全体像を理解しやすい
• 障害発生時の影響範囲を最小限に留められる
• スケーラビリティに優れ機能拡張や修正が容易
• 少人数での開発が可能になる
• 複雑な技術を要さない

 

全体像を理解しやすい

マイクロサービスは機能ごとに独立して設計されているため、システムの全体理解も推進されます。

従来のモノリシックアーキテクチャでは、すべての機能が一体化しているため、全体像を把握するのが困難でした。この違いは、開発効率にも大きな影響を与えています。

 

障害発生時の影響範囲を最小限に留められる

障害発生時の影響範囲を局所化できる点も、マイクロサービスの大きな利点のひとつです。

従来のモノリシックアーキテクチャでは、一部の障害の影響でシステム全体の停止を余儀なくされることがあります。一方、マイクロサービスではこうしたリスクは大幅に軽減され、特に高可用性を求められる分野では重要な利点となります。

 

スケーラビリティに優れ機能拡張や修正が容易

マイクロサービスは、特定のサービスだけをスケールアップできるため、システム全体の効率性の向上に貢献します。

これにより、ユーザー体験を損なうことなく、リソースを最適化してコスト効率を高められます。こうした柔軟性の高さは、競争の激しい業界での優位性にもつながっていきます。

 

少人数での開発が可能になる

マイクロサービスは、小規模チームでも効率的に開発できる環境を提供します。

この特徴は、スタートアップ企業やスピードを重視するプロジェクトで特に大きなメリットとなります。少人数のリソースで最大の成果を上げる仕組みを支える重要なポイントです。

 

複雑な技術を要さない

マイクロサービスは、一つひとつの機能がシンプルであるため、多くの場合では複雑な技術は必要とされません。

結果、多くのエンジニアが理解しやすいコードベースを維持できることから、長期的なメンテナンスコストの削減にも貢献します。

 

マイクロサービスのデメリット

マイクロサービスには多くのメリットがある一方で、いくつかの課題も指摘されています。

まず懸念されるのは、複雑性の高まりです。マイクロサービスではサービス間の連携を考慮する必要があるため、APIやネットワーク構成などの管理が欠かせません。また、優れたDevOpsが必要となる点も挙げられます。各サービスのデプロイや監視を効率的に行うためには、優れたDevOps体制が不可欠です。

これらの課題を克服するためには、経験豊富なエンジニアリングチームや高度なツールの活用が必要となるでしょう。

 

複雑性の高まり

マイクロサービスの導入には独自の課題が伴い、特に全体の複雑性が増す点が挙げられます。

こうした複雑性に対応するには、適切なツールや管理プロセスの導入が重要になります。

 

優れたDevOpsの必要性

マイクロサービスの運用には、高度なDevOps体制も求められます。

運用コストを甘く見積もると、スムーズな運用は望めません。マイクロサービスの運用には、次項で取り上げる技術も欠かせなくなってきます。

 

マイクロサービスに必要な技術

マイクロサービスの効率的な運用においては、次のような技術が重要です。

• コンテナ：アプリケーションを効率的にパッケージし、移動可能な形で提供する
• API：サービス間のデータ通信を担う
• DevSecOps：マイクロサービスのセキュリティリスクを軽減する

 

コンテナ

コンテナとは、アプリケーションとその依存関係（ライブラリや設定ファイルなど）をひとつの軽量な実行環境にパッケージ化する技術です。このパッケージが「コンテナ」と呼ばれており、従来の仮想マシンと比べてオーバーヘッドが少なく、高速に動作する特徴があります。

コンテナは次のような理由から、マイクロサービスの構築と運用において不可欠な技術とされています。

• 一貫性のある環境提供：各マイクロサービスが、「開発」「テスト」「本番」などの環境を問わず同じように動作するため、環境依存の問題が軽減される
• 高速なデプロイ：コンテナは軽量であり、数秒で起動可能なため、頻繁な更新やスケーリングが効率的
• リソースの効率化：コンテナはホストOSのカーネルを共有するため、仮想マシンよりも少ないリソースで運用が可能

これらの特性により、コンテナはマイクロサービスを実現する理想的な基盤として活用されています。

 

API

APIとは、異なるアプリケーション同士がデータや機能をやり取りするための仕組みです。

マイクロサービスは、独立したサービス同士が連携することで機能を実現します。この「連携」を担うのがAPIであり、具体的には次のような役割を果たします。

• 通信の標準化：異なる言語やプラットフォームで構築されたサービス間でも、共通のフォーマットで通信が可能
• サービスの再利用：一度作成したサービスを、他のシステムやサービスからも利用できるため、開発が効率的
• スケーラビリティの向上：APIを通じた非同期通信によりサービス間の負荷を分散し、スケールアップが効率化

APIは、マイクロサービスのいわば「会話」を支える重要な要素であり、その設計によってシステム全体のパフォーマンスも大きく変わります。

 

DevSecOps

DevSecOpsは、開発（Development）と運用（Operations）のプロセスにセキュリティ（Security）を統合する考え方です。従来の後付け型セキュリティとは異なり、開発の初期段階からセキュリティを考慮します。

複数の小さなサービスが連携するマイクロサービスでは、セキュリティリスクも分散し複雑になりがちです。この課題に対処すべく、DevSecOpsは次のように機能します。

• 早期の脆弱性検出：開発プロセス全体にセキュリティツールを統合することで、脆弱性を早期に発見できる
• 自動化されたセキュリティ：CI/CDパイプライン内で自動テストを実施し、セキュリティチェックを迅速に実行
• 分散環境の保護：マイクロサービスのサービスごとにセキュリティを最適化し、攻撃対象領域を最小化する

このように、DevSecOpsの導入は、マイクロサービス全体の安全性と信頼性確保に欠かせないアプローチといえます。