nmk

Лабораторна робота №12 (2 години)

Тема: Проєктування та розгортання мікросервісної архітектури.

Декомпозиція застосунку на мікросервіси; налаштування API Gateway; міжсервісна комунікація через REST; розгортання сервісів у окремих контейнерах.

Мета: Набути практичні навички декомпозиції монолітного застосунку на мікросервіси, налаштування маршрутизації між ними через API-шлюз та розгортання конфігурації через Docker Compose.

Технологічний стек:

Docker Compose — для локального запуску кількох сервісів
Node.js / Express — мова реалізації мікросервісів
Nginx — як API Gateway / Reverse Proxy
Railway або Render — для хмарного деплою (опціонально)

Завдання

Розбити простий застосунок на 3 мікросервіси (users, products, orders)
Написати Docker Compose конфігурацію для запуску всіх сервісів
Налаштувати Nginx як API Gateway з маршрутизацією
Виконати тестування міжсервісної комунікації
Дослідити переваги та проблеми мікросервісного підходу

Хід виконання роботи

Крок 1. Структура проєкту

lab12-microservices/
├── users-service/
│   ├── server.js
│   ├── package.json
│   └── Dockerfile
├── products-service/
│   ├── server.js
│   ├── package.json
│   └── Dockerfile
├── orders-service/
│   ├── server.js
│   ├── package.json
│   └── Dockerfile
├── nginx/
│   └── nginx.conf
└── docker-compose.yml

mkdir lab12-microservices && cd lab12-microservices
mkdir users-service products-service orders-service nginx

Крок 2. Users Service

// users-service/server.js
const express = require("express");
const app = express();
app.use(express.json());

const users = [
  { id: 1, name: "Іван Петренко", email: "ivan@example.com" },
  { id: 2, name: "Марія Коваленко", email: "maria@example.com" },
];

app.get("/users", (req, res) => res.json(users));
app.get("/users/:id", (req, res) => {
  const user = users.find((u) => u.id === parseInt(req.params.id));
  user ? res.json(user) : res.status(404).json({ error: "User not found" });
});

app.listen(3001, () => console.log("Users Service on port 3001"));

// users-service/package.json
{
  "name": "users-service",
  "version": "1.0.0",
  "main": "server.js",
  "scripts": { "start": "node server.js" },
  "dependencies": { "express": "^4.18.0" }
}

# users-service/Dockerfile
FROM node:20-alpine
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm install --production
COPY . .
EXPOSE 3001
CMD ["node", "server.js"]

Крок 3. Products Service

// products-service/server.js
const express = require("express");
const app = express();
app.use(express.json());

const products = [
  { id: 1, name: "Ноутбук", price: 30000, stock: 10 },
  { id: 2, name: "Мишка", price: 500, stock: 50 },
  { id: 3, name: "Клавіатура", price: 1200, stock: 30 },
];

app.get("/products", (req, res) => res.json(products));
app.get("/products/:id", (req, res) => {
  const product = products.find((p) => p.id === parseInt(req.params.id));
  product
    ? res.json(product)
    : res.status(404).json({ error: "Product not found" });
});

app.listen(3002, () => console.log("Products Service on port 3002"));

(Dockerfile аналогічний, порт 3002)

Крок 4. Orders Service (з міжсервісною комунікацією)

// orders-service/server.js
const express = require("express");
const app = express();
app.use(express.json());

const USERS_URL = process.env.USERS_SERVICE_URL || "http://users-service:3001";
const PRODUCTS_URL =
  process.env.PRODUCTS_SERVICE_URL || "http://products-service:3002";

const orders = [];
let nextId = 1;

app.post("/orders", async (req, res) => {
  const { userId, productId } = req.body;
  try {
    // Перевірка існування користувача та продукту
    const [userRes, productRes] = await Promise.all([
      fetch(`${USERS_URL}/users/${userId}`),
      fetch(`${PRODUCTS_URL}/products/${productId}`),
    ]);

    if (!userRes.ok) return res.status(404).json({ error: "User not found" });
    if (!productRes.ok)
      return res.status(404).json({ error: "Product not found" });

    const [user, product] = await Promise.all([
      userRes.json(),
      productRes.json(),
    ]);

    const order = {
      id: nextId++,
      userId,
      productId,
      userName: user.name,
      productName: product.name,
      price: product.price,
      createdAt: new Date().toISOString(),
    };
    orders.push(order);
    res.status(201).json(order);
  } catch (err) {
    res.status(500).json({ error: err.message });
  }
});

app.get("/orders", (req, res) => res.json(orders));

app.listen(3003, () => console.log("Orders Service on port 3003"));

(Dockerfile аналогічний, порт 3003)

Крок 5. Nginx як API Gateway

# nginx/nginx.conf
events {}

http {
    upstream users {  server users-service:3001; }
    upstream products { server products-service:3002; }
    upstream orders { server orders-service:3003; }

    server {
        listen 80;

        location /api/users {
            proxy_pass http://users;
            rewrite ^/api/users(.*)$ /users$1 break;
        }

        location /api/products {
            proxy_pass http://products;
            rewrite ^/api/products(.*)$ /products$1 break;
        }

        location /api/orders {
            proxy_pass http://orders;
            rewrite ^/api/orders(.*)$ /orders$1 break;
        }

        location / {
            return 200 '{"services": ["/api/users", "/api/products", "/api/orders"]}';
            add_header Content-Type application/json;
        }
    }
}

Крок 6. Docker Compose

# docker-compose.yml
version: "3.8"

services:
  users-service:
    build: ./users-service
    expose: [3001]
    restart: unless-stopped

  products-service:
    build: ./products-service
    expose: [3002]
    restart: unless-stopped

  orders-service:
    build: ./orders-service
    expose: [3003]
    environment:
      - USERS_SERVICE_URL=http://users-service:3001
      - PRODUCTS_SERVICE_URL=http://products-service:3002
    depends_on: [users-service, products-service]
    restart: unless-stopped

  api-gateway:
    image: nginx:alpine
    ports: ["8080:80"]
    volumes:
      - ./nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro
    depends_on: [users-service, products-service, orders-service]
    restart: unless-stopped

# Збірка та запуск
docker-compose up --build -d

# Перевірка
docker-compose ps

# Тестування через API Gateway
curl http://localhost:8080/api/users
curl http://localhost:8080/api/products
curl -X POST http://localhost:8080/api/orders \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"userId": 1, "productId": 2}'
curl http://localhost:8080/api/orders

# Логи конкретного сервісу
docker-compose logs orders-service

# Зупинка
docker-compose down

Контрольні запитання

Що таке мікросервісна архітектура? Перерахуйте її ключові переваги та недоліки порівняно з монолітом.
Що таке API Gateway? Які функції він виконує у мікросервісній архітектурі?
Що таке service discovery? Чому в Docker Compose сервіси знаходять один одного за іменем?
Що таке Circuit Breaker Pattern? Для вирішення якої проблеми мікросервісів він використовується?
Що таке eventual consistency? Чому підтримка транзакцій між мікросервісами є складнішою, ніж в моноліті?
Поясніть концепцію «12-factor app». Як вона пов’язана з хмарними застосунками?

Вимоги до звіту

Скриншот docker-compose ps з усіма запущеними сервісами
Вивід curl /api/users, curl /api/products
Вивід після виконання POST /api/orders та GET /api/orders
Вміст файлу docker-compose.yml та nginx/nginx.conf
Діаграма архітектури (схема зв’язків між сервісами — текстова або малюнок)
Відповіді на контрольні запитання у файлі lab12.md
Посилання на GitHub-репозиторій надіслати в Classroom