APLICAÇÃO DE MICROSSERVIÇOS EM SISTEMA DE E-COMMERCE

Autor: Jonathas Henrique de Moraes

Orientador: Giuliano Araújo Bertoti

FATEC Profº Jessen Vidal, SJC - Tecnólogo em Banco de Dados

Autor | Sobre | Tecnologias | Aplicação

👤 Sobre o Autor

Graduando no curso de Tecnólogo em Banco de dados, técnico formado em Redes de Computadores e desenvolvedor iOS com experiência em Java, Typescript, Python e Javascript, utilizando frameworks como Spring Boot, NestJs e ExpressJS.

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📑 Sobre o projeto

Este projeto foi desenvolvido para o Trabalho de Graduação do curso de Tecnólogo em Banco de Dados da FATEC Professor Jessen Vidal.

📰 Introdução

A manutenção de um sistema disponível na internet pode se tornar um desafio no caso de um aumento repentino da demanda de acessos. Com a pandemia, muitos sistemas se depararam com este aumento repentino e enfrentam a necessidade de escalar seus serviços e aumentar a disponibilidade para seus clientes. Uma alternativa para uma maior agilidade ao escalar um sistema é construí-lo em componentes e separar cada um deles em diferentes servidores, possibilitando a redundância de instâncias de um mesmo recurso do sistema. Desta forma, o objetivo deste trabalho é construir um sistema de microsserviços exemplificando a aplicação do padrão em um serviço de e-commerce. Neste trabalho desenvolveu-se um sistema que separa funcionalidades em componentes desacoplados e executados em contêineres Docker, possibilitando a escalabilidade por meio da adição de novos serviços, além de permitir a redundância das instâncias de cada funcionalidade. Para que não haja concorrência no acesso ao banco de dados do sistema, cada funcionalidade foi desenvolvida com seu próprio banco de dados, e na eventual necessidade de replicar dados de um serviço para outro, foram utilizados eventos do Apache Kafka. Para atender o objetivo proposto, o sistema se mostrou eficaz, replicando os dados quando necessário e disponibilizando todos os recursos planejados. Entretanto, para um maior controle das instâncias de cada funcionalidade ativa, será necessária a adição de um orquestrador de contêineres Docker, que oferecem gerenciamento de rede, estado atual e escala dos serviços em execução.

 

Palavras-Chave: Microsserviços, Docker, Apache Kafka, Arquitetura Orientada a Serviços, Arquitetura Orientada a Eventos, GraphQL.

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🛠️ Tecnologias

As seguintes ferramentas, linguagens, bibliotecas e tecnologias foram usadas na construção do projeto:

• Java: Linguagem utilizada no desenvolvimento de todos os serviços.
• Hibernate: ORM para mapeamento dos modelos para o banco de dados.
• Maven: Gerenciamento de dependências.
• H2: Banco de dados durante desenvolvimento dos serviços.
• MariaDB: Banco de dados para a versão final do projeto.
• Docker: Conteinerização para a execução dos microsserviços.
• Liquibase: Migração de banco de dados.
• Apache Kafka: Mensageria para arquitetura orientada a eventos.
• GraphQL: Linguagem de consulta para APIs utilizada no desenvolvimento da maior parte dos microsserviços deste projeto.
• Git: Versionamento do código
• GitHub: Armazenamento do código
• Postman: Testes de chamadas para as APIs

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🖥️ Aplicação

A aplicação desenvolvida é um simples e-commerce que exemplifica a arquitetura de microsserviços utilizando event-driven architecture. Está dividida em quatro microsserviços (User, Store, Order e Payment), uma API Gateway para requisições de outras aplicações e uma camada de mensageria utilizando Apache Kafka para comunicação entre os serviços.

• O serviço 'User' armazena informações do perfil do usuário do sistema como nome, documento, endereços e formas de contato.
• O serviço 'Store' armazena dados dos produtos disponíveis para compra, seus valores e detalhes para exibição do catálogo.
• O serviço 'Order' armazena informações do carrinho de compras do usuário como produtos escolhidos e seus valores.
• O serviço 'Payment' armazena dados de pagamento do usuário. Possui uma cópia dos dados importatnes para compra e dados como cartão de crédito e pedido a ser pago.
• A API Gateway recebe as requisições de outras APIs ou de aplicações frontend e direciona para os microsserviços responsáveis pela operação desejada.

🚧 Dependências para execução

Como o projeto está configurado para execução em contêineres docker, as dependências para a execução serão baixadas no momento da criação da imagem. Desta forma, a única dependência para a execução do projeto é a instalação do Docker.

▶️ Executando a aplicação

Depois de baixar o Docker e clonar o repositório (ou baixá-lo):

# Execute o comando do docker compose para a 
# montagem das imagens de cada microsserviço e instalação das dependências
 docker compose up 

# A API estará disponível pelo endereço: http://localhost:8079/

Para testar as requisições para as APIs, é aconselhável o uso do Postman, com a ajuda da collection disponibilizada pelo autor.

Primeiro, baixe o arquivo e importe no Postman.

Para importar a collection no Postman, clique em "import":

Uma janela com opções se abrirá. Clique em "Upload Files" e escolha o arquivo disponibilizado.

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📅 Eventos Kafka

A seguir estão alguns exemplos de interações dos eventos Kafka com os serviços que compõem o sistema.

Criação de usuário

Após criação de um usuário, o serviço de usuários envia uma mensagem para o tópico Kafka "USER_CREATED".

• Criando usuário:

• Enviando evento "USER_CREATED":

O evento é recebido pelo serviço de pagamentos e os dados criados no usuário são replicados para a entidadee chamada customer.

• Recebendo evento "USER_CREATED":

• Dados replicados para o serviço de Pagamentos pelo evento "USER_CREATED":

Criação de endereço

Na criação do endereço, é seguido o mesmo comportamento. O evento "ADDRESS_CREATED" é enviado pelo serviço de usuário.

• Criando Endereço:

• Enviando evento "ADDRESS_CREATED":

O evento é recebido pelo serviço de pagamentos e o endereço é replicado para o customer previamente cadastrado.

• Recebendo evento "ADDRESS_CREATED":

• Dados replicados pelo evento "ADDRESS_CREATED":

Exclusão de endereço

A exclusão dos dados também envia uma mensagem para o kafka. O serviço de usuário envia o id do endereço excluído para o tópico kafka "ADDRESS_DELETED".

• Excluíndo endereço e validando dados excluidos pelo evento "ADDRESS_DELETED":

• Enviando evento de exclusão de endereço "ADDRESS_DELETED":

Assim que a mensagem é consumida, o serviço de pagamentos exclui também o endereço previamente cadastrado.

• Recebendo evento de exclusão de endereço "ADDRESS_DELETED":

Compra de produtos

Para a exemplificar uma compra no sitema, alguns produtos são cadastrados e um carrinho de compras é criado. Após criação do carrinho, o serviço de pedido envia uma mensagem ao tópico kafka "ORDER_STARTED".

• Criando produtos:

• Criando carrinho de compras:

• Enviando evento "ORDER_STARTED":

O serviço de loja recebe a mensagem do tópico "ORDER_STARTED" e altera a quantidade disponível dos produtos contidos no carrinho de compras iniciado, indisponibilizando parte dos produtos até que o pagamento da compra seja efetivado.

• Recebendo evento "ORDER_STARTED" na loja:

• Dados alterados pelo evento "ORDER_STARTED" na loja:

O serviço de pagamento recebe a mensagem do tópico "ORDER_STARTED" e replica as informações contidas no carrinho iniciado para um novo pedido a ser pago.

• Recebendo evento "ORDER_STARTED" no pagamento:

• Dados replicados pelo evento "ORDER_STARTED" no pagamento:

Pagamento dos itens

Neste momento, um cartão é criado para pagamento do pedido.

• Criando cartão para pagamentos:

Após criação do método de pagamento, o pedido é pago e uma mensagem é enviada ao tópico "ORDER_PAID" pelo serviço de pagamentos.

• Pagando pedido:

• Enviando evento "ORDER_PAID":

O serviço de pedidos recebe a mensagem do tópico "ORDER_PAID" e envia uma mensagem no tópico "CART_PAID" para alterações no estoque do serviço de loja.

• Recebendo evento "ORDER_PAID" e enviando evento "CART_PAID" no serviço de pedidos:

• Pedido pago e com status alterado no serviço de pagamentos:

• Evento "ORDER_PAID" replicando para o serviço de pedidos, mudando status do carrinho de compras previamente criado:

A mensagem do tópico "CART_PAID" é recebida pelo serviço de loja e o serviço remove a quantidade disponível dos produtos do carrinho, efetivando a remoção deles no estoque da loja.

• Recebendo mensagem do tópico "CART_PAID" no serviço de loja:

• Dados alterados pelo evento "CART_PAID" no serviço de loja: