モノリシックアーキテクチャとは、複数の機能を一枚岩（モノリス）のように1つのアプリケーションとして構築する方法である。
アプリケーションは同じOS上で分割できない1つのモジュールで構成されており、複数の機能はモノリス内で相互に連携しながら実行される。
モノリシックアーキテクチャのメリット
開発や運用が容易
モノリシックアーキテクチャは、単一のモジュールで構成されているため、開発や運用が容易である。例えば、モジュール間の依存関係が少なく、単一のモジュールを変更すれば、他のモジュールに影響を与えずに変更できる。
また、モジュール数が少ないため、デバッグやテストが容易である。
パフォーマンスが高い
モノリシックアーキテクチャは、単一のモジュールで構成されているため、通信量が少なく、パフォーマンスが高い。また、モジュール間の通信が不要なため、通信遅延の影響を受けにくい。
コストが低い
モノリシックアーキテクチャは、単一のモジュールで構成されているため、システムの規模が小さく、コストが低い。また、運用に必要なリソースも少ない。
モノリシックアーキテクチャのデメリット
拡張性や保守性が低い
モノリシックアーキテクチャは、単一のモジュールで構成されているため、拡張性や保守性が低い。例えば、新しい機能を追加する場合、単一のモジュールを変更する必要があるため、他のモジュールに影響を与える可能性がある。
また、モジュール数が少ないため、バグが発生した場合、システム全体に影響を与える可能性がある。
スケーラビリティが低い
モノリシックアーキテクチャは、単一のモジュールで構成されているため、スケーラビリティが低い。例えば、システムの負荷が増大した場合、単一のモジュールに負荷が集中し、パフォーマンスが低下する可能性がある。
また、システムの規模を拡大する場合、単一のモジュールを変更する必要があり、開発や運用のコストが増大する可能性がある。
柔軟性が低い
モノリシックアーキテクチャは、単一のモジュールで構成されているため、柔軟性が低い。例えば、システムの要件が変更された場合、単一のモジュールを変更する必要があるため、開発や運用のコストが増大する可能性がある。
モノリシックアーキテクチャに向くシステム
モノリシックアーキテクチャに向くシステムは以下の通りである。
小規模なシステム
モノリシックアーキテクチャは、開発や運用が容易であり、コストが低いというメリットがあるため、小規模なシステムに適している。例えば、個人や企業が開発するWebアプリケーションや、社内システムなどが挙げられる。
機能が限定されたシステム
モノリシックアーキテクチャは、拡張性や保守性が低いというデメリットがあるため、機能が限定されたシステムに適している。例えば、単純なWebアプリケーションや、単機能のソフトウェアなどが挙げられる。
要求が変化しにくいシステム
モノリシックアーキテクチャは、柔軟性が低いというデメリットがあるため、要求が変化しにくいシステムに適している。例えば、既に運用されているシステムや、長期的に運用するシステムなどが挙げられる。
モノリシックアーキテクチャの活用例
モノリシックアーキテクチャの具体的な活用例としては、以下のようなものが挙げられる。
Webアプリケーション
Webアプリケーションは、ユーザーとサーバ間の通信によって動作するアプリケーションである。モノリシックアーキテクチャは、Webアプリケーションの開発や運用が容易であるため、小規模なWebアプリケーションや、機能が限定されたWebアプリケーションなどに活用されている。
社内システム
社内システムは、企業内で利用されるシステムである。モノリシックアーキテクチャは、コストが低いため、小規模な社内システムや、要求が変化しにくい社内システムなどに活用されている。
組み込みシステム
組み込みシステムは、家電や自動車など、特定のハードウェアに組み込まれて動作するシステムである。モノリシックアーキテクチャは、拡張性や保守性がそれほど重要ではないため、組み込みシステムに活用されている。
このように、モノリシックアーキテクチャは、小規模なシステムや、機能が限定されたシステム、要求が変化しにくいシステムなどに活用されている。
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モノリシックアーキテクチャの運用のポイント
モノリシックアーキテクチャは、すべての機能が一つにまとまったアーキテクチャである。開発や運用が容易なメリットがある一方で、スケーリングや可用性などの課題もある。
モノリシックアーキテクチャを運用する際には、以下のポイントを押さえることが重要である。
定期的なメンテナンスを行う
モノリシックアーキテクチャでは、アプリケーションのすべての機能が一つにまとまっている。そのため、1つの機能に問題が発生すると、アプリケーション全体に影響が及ぶ可能性がある。
これを防ぐために、定期的にメンテナンスを行い、アプリケーションの安定性を維持することが重要である。メンテナンスでは、以下の項目をチェックする。
- セキュリティパッチの適用
- バグの修正
- パフォーマンスの改善
負荷分散を行う
モノリシックアーキテクチャでは、アプリケーションの負荷はすべて一つのサーバーに集中する。そのため、アクセスの増加に伴って、サーバーのパフォーマンスが低下する可能性がある。
これを防ぐために、負荷分散を行うことが重要である。負荷分散を行うことで、複数のサーバーに負荷を分散させ、パフォーマンスの低下を防ぐことができる。
負荷分散には、以下の方法がある。
- ロードバランサー
- リバースプロキシ
データベースの冗長化を行う
モノリシックアーキテクチャでは、データベースもアプリケーションと一体化している。そのため、データベースに障害が発生すると、アプリケーション全体が停止する可能性がある。
これを防ぐために、データベースの冗長化を行うことが重要である。データベースの冗長化を行うことで、障害が発生しても、別のデータベースからデータを取得して、アプリケーションを継続的に稼働させることができる。
データベースの冗長化には、以下の方法がある。
- マスター/スレーブ
- フェイルオーバークラスタ
バックアップを定期的に取得する
モノリシックアーキテクチャでは、アプリケーションのすべてのデータが一つのデータベースに保存されている。そのため、データベースに障害が発生すると、データの損失が発生する可能性がある。
これを防ぐために、バックアップを定期的に取得することが重要である。バックアップを取得しておくことで、データベースに障害が発生した場合でも、データの損失を最小限に抑えることができる。
バックアップの取得には、以下の方法がある。
- 手動バックアップ
- 自動バックアップ
運用状況を監視する
モノリシックアーキテクチャでは、アプリケーションのすべての状態が一つのサーバーで管理されている。そのため、サーバーの状態を監視することで、アプリケーションの運用状況を把握することができる。
運用状況を監視することで、以下の問題を早期に発見することができる。
- パフォーマンスの低下
- 障害の発生
- 異常なアクセス
運用状況を監視するには、以下のツールを利用できる。
- 監視ツール
- ログ監視ツール
モノリシックアーキテクチャとマイクロサービスアーキテクチャの違い
モノシリックアーキテクチャと対比する手法として、「マイクロサービスアーキテクチャ」がある。アプリケーションを複数の独立した小さなサービスに分割するアーキテクチャの一種である。
モノシリックアーキテクチャが古くからある開発手法に比べ、マイクロサービスアーキテクチャはクラウドコンピューティング等の最新技術に伴い普及されてきたアーキテクチャである。
両者の違いは、以下の表の通り。
| 項目 | モノリシックアーキテクチャ | マイクロサービスアーキテクチャ |
|---|---|---|
| 構成 | 単一のモジュール | 独立した複数のモジュール |
| モジュール間の依存関係 | 強い | 弱い |
| 拡張性や保守性 | 低い | 高い |
| スケーラビリティ | 低い | 高い |
| 柔軟性 | 低い | 高い |
| 開発や運用の難易度 | 低い | 高い |
| コスト | 低い | 高い |
モノリシックアーキテクチャは、単一のモジュールで構成されるため、モジュール間の依存関係が強い。そのため、新しい機能を追加する場合、他のモジュールに影響を与える可能性がある。また、バグが発生した場合、システム全体に影響を与える可能性がある。
モノリシックアーキテクチャは、開発や運用が容易である。例えば、モジュール間の依存関係が少なく、単一のモジュールを変更すれば、他のモジュールに影響を与えずに変更できる。また、モジュール数が少ないため、デバッグやテストが容易である。
一方、マイクロサービスアーキテクチャは、独立した複数のモジュールで構成されるため、モジュール間の依存関係が弱い。そのため、新しい機能を追加する場合、他のモジュールに影響を与える可能性が低い。また、バグが発生した場合、影響範囲が限定される。
マイクロサービスアーキテクチャは、拡張性や保守性、スケーラビリティ、柔軟性に優れている。例えば、新しい機能を追加する場合、単一のモジュールを変更するだけで済む。また、バグが発生した場合、影響範囲が限定されるため、復旧が容易である。
マイクロサービスアーキテクチャは、大規模なシステムや、拡張性や保守性が重要なシステムに適している。
まとめ
モノリシックアーキテクチャは、開発・運用が容易というメリットがある。そのため、規模が小さいアプリケーションや、機能が単純なアプリケーション、変更・改修が頻繁に行われないアプリケーションなどに適用されることが多い。しかし、モノリシックアーキテクチャには、拡張性が低い、変更・改修が困難、テスト・デバッグが困難などの短所もある。
モノリシックアーキテクチャとマイクロサービスアーキテクチャは、それぞれにメリットとデメリットがある。モノリシックアーキテクチャは、開発や運用が容易で、コストが低いというメリットがある。ただし、拡張性や保守性、スケーラビリティ、柔軟性が低いというデメリットもある。
システムの規模や要件に合わせて、適切なアーキテクチャを選択することが重要である。