Best practice e pattern per creare componenti software componibili

Principi di progettazione per componenti software componibili

I principi di progettazione del software sono principi astratti, consigli e linee guida che contribuiscono a creare un software migliore. In questa sezione vengono illustrati i principi guida che aiutano a progettare efficacemente un software complesso, a ridurre il rischio di errori e a migliorare la manutenibilità, la scalabilità e l’adattabilità del prodotto.

Separation of concerns

La separation of concerns (separazione delle competenze) è uno dei principi fondamentali dello sviluppo e della progettazione del software. Questo principio, probabilmente coniato da Edsger W. Dijkstra nel suo articolo del 1974 “Sul ruolo del pensiero scientifico”, spiega come gestire le complessità separando il sistema software in sezioni distinte, assicurando che ogni sezione sia responsabile di un aspetto separato.

Il principio di separazione afferma che è necessario evitare la sovrapposizione di competenze in un progetto, e in generale in una code base. Mia-Platform Mia-Platform eccelle nella separazione delle problematiche, fornendo packaged business capabilities (PBC) che gestiscono problematiche aziendali specifiche. Questo approccio modulare migliora la manutenibilità del codice e promuove la collaborazione tra i team di sviluppo.

Esistono diverse tecniche per ottenere una separazione efficace. Di seguito ne elenchiamo alcune:

• La progettazione basata su moduli raggruppa i problemi correlati in moduli separati con un’interfaccia ben definita;
• L’incapsulamento dei dati nasconde l’implementazione interna dei moduli, esponendo solo la loro interfaccia pubblica;
• La Dependency injection rende esplicite le dipendenze implicite, fornendo all’oggetto o alla funzione ricevente le sue dipendenze tramite un codice esterno (un “iniettore”) di cui non è a conoscenza;
• L’astrazione utilizza interfacce astratte per nascondere l’implementazione concreta dei moduli.

Astrazione

La progettazione di componenti software componibili e manutenibili richiede una profonda comprensione dell’astrazione. Nascondendo le complessità non necessarie, l’astrazione semplifica le interazioni tra i componenti e riduce il carico cognitivo di chi sviluppa. Fornisce agli utenti interfacce ben definite e facili da usare, sulle quali possono costruire senza preoccuparsi delle complessità.

Ad esempio, nei file system, gli utenti interagiscono con i file e le directory attraverso funzioni astratte come open() e read() senza comprendere gli intricati dettagli della gestione del disco. L’astrazione favorisce il riuso, facilitando la composizione e la manutenzione di sistemi software complessi grazie alla separazione netta tra ciò che un componente fa e come lo fa, semplificando le interazioni nel processo.

Loose coupling

Nell’informatica e nella progettazione di sistemi, un sistema a loosely coupled è un sistema in cui i componenti sono indipendenti o distaccati tra loro. Le modifiche a un componente non influiscono sugli altri, il che rende il sistema più flessibile e più facile da mantenere, favorendo quindi la componibilità.

È possibile ridurre al minimo l’accoppiamento tra i componenti procedendo come segue:

• Utilizzare interfacce ben definite: ogni componente deve esporre un’interfaccia ben definita con cui gli altri componenti possano interagire. L’interfaccia deve definire i metodi e le proprietà che il componente fornisce, ma non deve rivelare i dettagli di implementazione del componente.
• Evitare di condividere lo stato: quando è possibile, evitare di condividere lo stato tra i componenti. Questa autonomia tra i componenti ne aumenta l’affidabilità e favorisce un sistema più prevedibile e manutenibile.
• Usare la dependency injection: la dependency injection è una tecnica che permette di passare le dipendenze nei componenti in fase di esecuzione. Questo consente di disaccoppiare i componenti dalle loro dipendenze, rendendoli più testabili e manutenibili.

Coesione

La coesione misura la forza con cui gli elementi di un modulo lavorano insieme per raggiungere un unico scopo ben definito. Nei sistemi altamente coesi, gli elementi hanno una forte relazione tra loro e sono focalizzati su un unico obiettivo, mentre una bassa coesione nei sistemi significa che gli elementi sono scarsamente correlati e servono a più scopi. Il livello di coesione di un sistema è direttamente proporzionale alla qualità del suo software.

Per migliorare la coesione di un sistema software, si possono intraprendere le seguenti azioni:

• Dividere il sistema software in unità più piccole e gestibili di funzionalità, progettazione e riutilizzo;
• Applicare principi e standard di progettazione che garantiscano coerenza e compatibilità all’interno del sistema;
• Rifattorizzare e rivedere il codice per migliorarne il design e la struttura.

Completezza

Quando i componenti sono considerati completi, incapsulano tutte le funzionalità e le caratteristiche necessarie per svolgere il loro compito designato o adempiere allo scopo previsto all’interno di un sistema. Questa autonomia aumenta la prevedibilità del componente, riducendo le probabilità di causare problemi imprevisti nel sistema.

Per garantire la completezza, è necessario definire specifiche che indichino lo scopo, gli ingressi, le uscite e il comportamento atteso del componente. Inoltre, la riduzione delle dipendenze esterne, l’implementazione di una solida gestione degli errori e l’utilizzo di principi di progettazione modulare contribuiscono a creare componenti più completi.

Best practice per creare componenti software componibili

I componenti software componibili facilitano la creazione di sistemi flessibili e adattabili. Seguendo le migliori pratiche e aderendo a golden path ben definiti, le organizzazioni possono trarre vantaggio dai vantaggi della componibilità. Ecco alcune di queste best practice:

• Utilizzare un approccio basato sui componenti: BScomporre i sistemi in componenti più piccoli e indipendenti che possono essere composti e riutilizzati rapidamente, rendendo i sistemi modulari, flessibili e manutenibili.
• Adottare interfacce standard: Le interfacce standard promuovono l’interoperabilità e semplificano l’integrazione dei componenti in sistemi più ampi. Le interfacce facilitano inoltre la comprensione e l’utilizzo dei componenti da parte dei team di sviluppo, che probabilmente li hanno già incontrati in precedenza.
• Scrivere una documentazione esaustiva: Come per ogni sistema, una documentazione completa assicura che le persone possano comprendere e utilizzare efficacemente i nostri componenti software. La documentazione deve includere informazioni sul componente, sul suo scopo, sugli input, sui risultati attesi e sulle modalità di interazione.
• Testare accuratamente i componenti: La verifica di ciascun componente può aiutare a identificare e risolvere difetti o errori prima dell’integrazione con altri componenti. In questo modo si riduce al minimo il rischio di guasti del sistema e si garantisce che il sistema software sia affidabile ed efficiente.

Pattern per l’orchestrazione e l’assemblaggio di componenti software componibili

È indispensabile attenersi ai seguenti modelli per ottenere la creazione e l’integrazione ottimale di componenti software componibili:

Orchestrazione di saghe

Una saga è una sequenza di transazioni nella quale ogni transazione aggiorna i dati all’interno di un servizio. Esistono principalmente due modi di gestire le saghe, ossia l’approccio coreografico, e quello dell’orchestrazione; entrambi sono analizzati nel dettaglio in questo articolo.
In particolare, l’approccio dell’orchestrazione prevede un componente centrale che si occupa di gestire il flusso dell’intera saga tramite dei comandi a ogni altro componente; da qui il termine di orchestratore. Questo approccio favorisce l’aggiunta e la rimozione dei componenti che compongono la saga, in quanto è sufficiente aggiornare l’orchestratore centrale, senza dover intervenire direttamente anche sugli altri componenti. Mia-Platorm ha sviluppato e affinato negli anni un orchestratore di saghe chiamato Flow Manager: per maggiori informazioni, leggi il blog post di presentazione e la documentazione.

Architettura ad eventi

Un’architettura ad eventi (event-driven architecture – EDA) si riferisce a un sistema di microservizi loosely coupled che scambiano informazioni tra loro attraverso la produzione e il consumo di eventi. L’EDA consente di scambiare informazioni in tempo reale o quasi.

L’architettura basata sugli eventi è realizzata principalmente attraverso la coda di messaggi publish/subscribe (pub/sub). Questo modello di messaggistica flessibile è utilizzato nei sistemi distribuiti per la comunicazione asincrona tra componenti o servizi.

Architettura a microservizi

L’architettura a microservizi, nota anche come microservizi, è uno stile architetturale che consente di separare un’applicazione di grandi dimensioni in parti indipendenti più piccole che comunicano tramite API ben definite. Promuovendo la componibilità e la riusabilità, i microservizi rendono più veloce lo sviluppo delle applicazioni e più facile la loro scalabilità.

Le best practice per lo sviluppo di microservizi componibili sono le seguenti:

• Definire confini chiari tra i servizi.
• Progettare API robuste e con versioni per ogni servizio.
• Gestire i dati in modo indipendente per ogni servizio.
• Implementare strategie di gestione degli errori e di resilienza per ogni servizio.
• Dare priorità alla scalabilità e alle prestazioni per ogni servizio.
• Monitorare, registrare e proteggere ogni servizio.
• Documentate accuratamente ogni servizio.

API Composition

L’API composition è un modello di alto livello per interrogare i microservizi: consiste nell’integrare e combinare più API per creare nuove funzionalità o servizi. Questo approccio consente a chi sviluppa software di sfruttare le API esistenti come elementi costitutivi, favorendo la flessibilità e la rapidità di sviluppo.
Consideriamo uno scenario in cui vogliamo costruire un servizio basato sulla localizzazione: a tale scopo, possiamo comporre le API di diversi fornitori. Ad esempio, potremmo combinare l’API di geocodifica di Google Maps per la conversione da indirizzo a coordinate con l’API di un servizio meteorologico per ottenere informazioni sul tempo in un luogo specifico. Questa composizione permette di creare un’applicazione completa e basata sulla localizzazione.

Microfrontend Composition

In modo analogo a come funzionano i microservizi lato backend, anche gli applicativi possono essere spacchettati in componenti più piccole, riutilizzabili e componibili. Questi componenti sono conosciuti come microfrontend.
Una soluzione completa e innovativa che risponde a questa necessità è Mia-Platform Microfrontend Composer, un prodotto che fornisce sia funzionalità no-code, sia la possibilità di full editing per la creazione di applicazioni frontend. Alla base di questo prodotto si trova micro-lc, l’orchestratore di microfrontend open source sviluppato e mantenuto da Mia-Platform.

Casi di studio di architetture software componibili di successo

L’architettura componibile sta rivoluzionando il modo in cui si producono software. Molte aziende di successo hanno riconosciuto il valore della componibilità e della riusabilità e hanno iniziato ad adattare architetture software componibili. In questa sezione vengono illustrati alcuni esempi di architettura software compostabile di successo.

Netflix

Netflix utilizza un’architettura componibile per alimentare i suoi servizi di streaming. Adottando un approccio basato su microservizi, questo servizio di streaming offre un’esperienza uniforme e una continua evoluzione del servizio.
Sfruttando il superpotere della modularità, Netflix è in grado di creare, distribuire e scalare i servizi in modo indipendente per soddisfare le diverse richieste degli utenti senza compromettere l’esperienza complessiva dell’applicazione. L’architettura componibile consente a Netflix di riutilizzare i componenti esistenti per creare nuove caratteristiche e funzionalità, accelerando l’innovazione.

Shopify

L’adozione da parte diShopify di un approccio di architettura componibile ha catalizzato il suo notevole successo. Tuttavia, le applicazioni di composable commerce sono significativamente più complesse delle tradizionali applicazioni monolitiche per diversi motivi, tra cui:

• Complessità: La componibilità porta a flussi di lavoro complessi perché l’integrazione di diversi componenti con interfacce e formati di dati diversi può essere impegnativa da progettare e gestire. Organizzazioni come Shopify implementano solidi framework di governance dei dati che includono formati di dati e flussi di lavoro di elaborazione standardizzati per affrontare questa sfida.
• Test e QA: Le applicazioni componibili comprendono vari componenti sviluppati da team diversi, il che introduce una certa complessità nel prevedere, testare e verificare il corretto funzionamento di queste parti. Per superare questa sfida, Shopify utilizza pratiche di testing e QA rigorose. Queste pratiche includono l’automazione dei test, l’integrazione continua e la consegna (CI/CD).
• Personalizzazione: Shopify serve una vasta gamma di aziende, ognuna con requisiti di personalizzazione unici, che possono essere complessi da implementare. Per mitigare questo problema, Shopify incoraggia gli sviluppatori a creare applicazioni, temi e integrazioni personalizzate attraverso il suo robusto ecosistema di partner e lo sviluppo basato sulle API. Questo approccio consente alle aziende di adattare i propri negozi alle loro esigenze, sfruttando al contempo le funzionalità di base della piattaforma.

Il futuro dello sviluppo di software componibili

La proiezione di Gartner, secondo cui entro il 2025 il 60% delle nuove applicazioni aziendali personalizzate sarà realizzato con componenti riutilizzabili, rafforza l’idea che le applicazioni componibili siano il futuro dello sviluppo software. Quali sono quindi le tendenze da osservare in questo lasso di tempo?

• Sviluppo low-code e no-code: Le piattaforme low-code e no-code rendono più facile per gli sviluppatori di qualsiasi livello di competenza creare, contribuire e distribuire applicazioni componibili.
• Intelligenza artificiale (AI) e machine learning (ML): Le tecnologie AI e ML consentono alle applicazioni di apprendere, adattarsi e fornire esperienze utente più personalizzate e intelligenti.
• Serverless computing: Il Serverless sta diventando popolare nello sviluppo di software composito, astraendo dalla gestione dei server e consentendo ai team di sviluppo di concentrarsi sul codice, riducendo l’overhead e migliorando la scalabilità.

Preparare i team al futuro dello sviluppo del software componibile

Per garantire che i team siano pronti per il futuro dello sviluppo di software composito, bisognerà fare quanto segue:

• Investire in un approccio articolato che dia priorità all’apprendimento continuo e allo sviluppo delle competenze attraverso formazione e risorse accessibili;
• Sfruttare soluzioni come Mia-Platform per facilitare la transizione verso un’architettura più componibile;
• Coltivare una cultura dell’innovazione, dell’adattabilità e della collaborazione, incoraggiando i membri del team a esplorare nuove tecnologie e a lavorare in modo coeso.

Inoltre, l’aggiornamento sulle tendenze del settore e sulle tecnologie emergenti garantisce all’organizzazione di rimanere competitiva in questo panorama in continua evoluzione.

Conclusione

Con l’evoluzione del panorama dello sviluppo del software, diventa imperativo costruire software modulare e adattabile per accelerare l’innovazione e il rilascio del software. Questo articolo si basa su esempi reali e casi di studio per insegnare alcune delle best practice, dei principi e dei pattern che sono alla base della progettazione di un software componibile e scalabile.

Inoltre, le organizzazioni possono sfruttare i componenti riutilizzabili e pronti all’uso di Mia-Platform per accelerare il processo di rilascio del software. Scarica questo white paper per capire meglio perché il futuro è delle aziende componibili.