다음 프로젝트에서 모듈식 모놀리스를 채택해야 하는 이유

소개

끊임없이 진화하는 백엔드 개발 환경에서 마이크로서비스의 매력은 엄청나게 커졌습니다. 독립적인 배포, 개선된 확장성, 분리된 팀이라는 약속은 종종 새로운 프로젝트에 대한 사실상의 선택이 됩니다. 그러나 이러한 열성적인 채택은 때때로 특히 프로젝트 수명 주기의 초기 단계에서 마이크로서비스가 도입하는 고유한 복잡성과 운영 오버헤드를 간과합니다. 이 글은 설득력 있는 대안을 제시합니다. 즉, 모듈식 모놀리스입니다. 모듈식 모놀리스로 시작하는 것이 다음 백엔드 프로젝트에 대해 실용적이고 효율적이며 궁극적으로 성공적인 전략이 될 수 있는 이유를 알아보고, 분산 시스템의 복잡한 세계로 즉시 뛰어드는 대신 미래의 확장성과 발전을 위한 견고한 기반을 마련할 것입니다.

모듈식 모놀리스의 실용적인 힘

"왜"인지 들어가기 전에 논의를 구성할 핵심 용어에 대한 공통된 이해를 확립해 봅시다.

모놀리스: 전통적으로 모놀리식 애플리케이션은 단일하고 분할할 수 없는 단위로 구축됩니다. 모든 구성 요소 - 프레젠테이션, 비즈니스 로직, 데이터 액세스 - 는 밀접하게 결합되어 단일 프로세스 내에서 실행됩니다. 확장은 종종 전체 애플리케이션을 복제하는 것을 의미합니다.

마이크로서비스: 대조적으로, 마이크로서비스는 작고 독립적인 서비스이며, 각각 자체 프로세스에서 실행되고 일반적으로 네트워크를 통해 다른 서비스와 통신합니다. 각 서비스는 특정 비즈니스 기능을 담당하며, 작고 자율적인 팀에서 개발할 수 있으며 독립적으로 배포할 수 있습니다.

모듈식 모놀리스: 이것은 전통적인 모놀리스가 아닙니다. 모듈식 모놀리스는 잘 정의되고 독립적인 모듈로 내부적으로 구조화된 단일 애플리케이션(모놀리스)입니다. 각 모듈은 명확한 경계, 인터페이스 및 다른 모듈과의 최소한의 결합을 통해 특정 비즈니스 기능을 캡슐화합니다. 동일한 코드베이스와 배포 단위를 공유하지만 내부 설계 원칙은 마이크로서비스의 원칙을 반영합니다.

조기 마이크로서비스 채택의 문제점

많은 프로젝트가 "최신"이 되고자 하는 욕구나 본질적으로 더 나은 성능과 확장성을 제공한다는 가정에 의해 조기에 마이크로서비스로 뛰어듭니다. 그러나 이것은 종종 다음과 같은 결과를 초래합니다.

• 증가된 복잡성: 분산 시스템은 본질적으로 복잡합니다. 서비스 간 통신 관리, 서비스 간 데이터 일관성 보장, 분산 추적, 여러 배포 단위에 걸친 디버깅은 상당한 오버헤드를 추가합니다.
• 더 높은 운영 부담: 수많은 서비스를 배포, 모니터링 및 확장하려면 정교한 CI/CD 파이프라인, 컨테이너 오케스트레이션 및 특수 도구가 필요합니다. 이는 새로운 팀이나 프로젝트에 상당한 투자가 필요합니다.
• 가파른 학습 곡선: 마이크로서비스에 익숙하지 않은 팀은 비즈니스 가치 제공에 집중하는 대신 새로운 프레임워크, 배포 전략 및 문제 해결 기술을 배우는 데 상당한 시간을 소비합니다.
• 개발 속도 감소 (초기): 마이크로서비스는 장기적인 개발 속도를 약속하지만, 초기 설정 및 통신 오버헤드는 진행 속도를 크게 늦출 수 있습니다.

새로운 프로젝트에 모듈식 모놀리스가 빛나는 이유

모듈식 모놀리스는 초기 복잡성 없이 마이크로서비스의 많은 이점을 제공하는 스위트 스팟을 제공합니다.

1. 배포 및 운영의 단순성: 단일 단위입니다. 배포는 간단하며, 모니터링, 로깅 및 디버깅은 분산 시스템에 비해 훨씬 간단합니다. 이를 통해 팀은 인프라 관리 대신 기능 구축에 집중할 수 있습니다.

2. 공유 리소스 및 응집력: 모든 모듈이 동일한 프로세스 내에 있으므로 모듈 간의 직접적인 함수 호출이 가능하여 네트워크 지연 시간과 직렬화 오버헤드를 피할 수 있습니다. 공유 라이브러리 및 유틸리티에 쉽게 액세스할 수 있습니다. 데이터 일관성은 단일 데이터베이스 또는 공유 트랜잭션 컨텍스트 내에서 관리하기가 더 쉽습니다.

3. 더 빠른 개발 속도 (초기): 움직이는 부분이 적고 통신이 단순하므로 개발자는 더 빨리 반복하고, 더 철저하게 테스트하고, 새 팀원을 더 빨리 온보딩할 수 있습니다. 이는 아이디어를 검증하거나 제품-시장 적합성을 달성하는 데 중요합니다.

4. 강제 모듈화 및 명확한 경계: 모듈식 모놀리스의 핵심 원칙은 모듈 간에 엄격한 경계를 강제하는 것입니다. 이는 각 모듈이 독립 서비스로 추출될 후보이므로 향후 마이크로서비스로의 전환을 준비합니다.

5. 쉬운 리팩터링 및 교차 관심사: 내부 모듈 경계를 리팩터링하는 것은 네트워크로 분리된 서비스 간보다 단일 코드베이스 내에서 훨씬 쉽습니다. 인증 또는 로깅과 같은 교차 관심사를 구현하는 것도 더 간단합니다.

모듈식 모놀리스 구축: 실용적인 구현

성공적인 모듈식 모놀리스의 핵심은 규율 잡힌 아키텍처 설계에 있습니다. 모듈식 애플리케이션을 구조화하는 방법을 보여주는 Python과 Flask를 사용한 예제를 살펴봅시다.

Users, Products, Orders 모듈이 있는 전자 상거래 애플리케이션을 상상해 보세요.

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├── app.py                      # 메인 애플리케이션 진입점
├── config.py                   # 중앙 구성
├── common/                     # 공유 유틸리티, 서비스, 추상화
│   ├── __init__.py
│   ├── database.py             # 데이터베이스 세션 관리자, ORM 기본
│   └── auth.py                 # 인증 데코레이터/서비스
│
├── modules/
│   ├── __init__.py
│   │
│   ├── users/                  # 사용자 모듈
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── api.py              # 사용자에 대한 REST API 엔드포인트
│   │   ├── models.py           # 사용자 데이터 모델 (예: SQLAlchemy)
│   │   ├── services.py         # 사용자 비즈니스 로직
│   │   └── schemas.py          # 데이터 유효성 검사/직렬화 (예: Marshmallow)
│   │
│   ├── products/               # 제품 모듈
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── api.py
│   │   ├── models.py
│   │   ├── services.py
│   │   └── schemas.py
│   │
│   └── orders/                 # 주문 모듈
│       ├── __init__.py
│       ├── api.py
│       ├── models.py
│       ├── services.py
│       └── schemas.py
│
└── tests/
    └── ...                     # 단위 및 통합 테스트

app.py (메인 애플리케이션 진입점):

from flask import Flask
from common.database import init_db
from modules.users.api import users_bp
from modules.products.api import products_bp
from modules.orders.api import orders_bp

def create_app():
    app = Flask(__name__)
    app.config.from_object('config.Config')

    init_db(app) # 데이터베이스 또는 ORM 초기화

    # 각 모듈에 대한 블루프린트 등록
    app.register_blueprint(users_bp, url_prefix='/users')
    app.register_blueprint(products_bp, url_prefix='/products')
    app.register_blueprint(orders_bp, url_prefix='/orders')

    @app.route('/')
    def index():
        return "Welcome to the Modular Monolith E-commerce!"

    return app

if __name__ == '__main__':
    app = create_app()
    app.run(debug=True)

modules/users/api.py (사용자 모듈 API):

from flask import Blueprint, request, jsonify
from modules.users.services import UserService
from modules.users.schemas import UserSchema, LoginSchema
from common.auth import jwt_required, generate_token

users_bp = Blueprint('users', __name__)
user_service = UserService()
user_schema = UserSchema()
login_schema = LoginSchema()

@users_bp.route('/register', methods=['POST'])
def register_user():
    data = request.get_json()
    errors = user_schema.validate(data)
    if errors:
        return jsonify(errors), 400
    
    user = user_service.create_user(data)
    return jsonify(user_schema.dump(user)), 201

@users_bp.route('/login', methods=['POST'])
def login_user():
    data = request.get_json()
    errors = login_schema.validate(data)
    if errors:
        return jsonify(errors), 400

    user = user_service.authenticate_user(data['username'], data['password'])
    if user:
        token = generate_token(user.id)
        return jsonify(message="Login successful", token=token), 200
    return jsonify(message="Invalid credentials"), 401

@users_bp.route('/profile', methods=['GET'])
@jwt_required
def get_user_profile(user_id): # user_id는 jwt_required 데코레이터에 의해 주입됩니다.
    user = user_service.get_user_by_id(user_id)
    if user:
        return jsonify(user_schema.dump(user)), 200
    return jsonify(message="User not found"), 404

주요 아키텍처 원칙:

1. 명시적인 모듈 경계: modules/ 아래의 각 폴더는 별도의 비즈니스 기능을 나타냅니다. 모듈 간의 통신은 다른 모듈의 내부 모델이나 데이터베이스에 직접 액세스하는 것이 아니라, 잘 정의된 인터페이스(예: 한 모듈의 서비스가 다른 모듈의 공개 메서드를 호출)를 통해 주로 이루어져야 합니다. 내부 메시지 버스(예: 인메모리 이벤트 디스패처)를 사용하면 느슨한 결합을 강제할 수도 있습니다.
2. 모듈 간 직접적인 데이터베이스 액세스 금지: 모듈의 데이터베이스 모델은 해당 모듈 내부에 있습니다. 다른 모듈은 공개 서비스를 통해서만 데이터와 상호 작용해야 합니다. 이를 통해 각 모듈은 다른 모듈에 영향을 주지 않고 내부 지속성 메커니즘을 변경할 수 있습니다.
3. 의존성 역전: 상위 수준 모듈은 하위 수준 모듈에 직접 의존해서는 안 됩니다. 대신 추상화(인터페이스/프로토콜)에 의존해야 합니다. 이를 통해 구현을 더 쉽게 교체하고 테스트 용이성을 높일 수 있습니다.
4. 공유 코어/공통 유틸리티: 특정 비즈니스 기능에 속하지 않는 재사용 가능한 구성 요소(데이터베이스 연결, 인증 유틸리티, 로깅, 구성 등)는 common 또는 core 디렉토리에 있습니다.

진화 경로: 모듈식 모놀리스에서 마이크로서비스로

모듈식 모놀리스의 가장 강력한 장점 중 하나는 마이크로서비스로의 자연스러운 진화 경로입니다. 모듈의 복잡성이 증가하거나, 성능이 병목 현상이 되거나, 전담 팀이 독립적으로 소유해야 하는 경우, 잘 정의된 해당 모듈을 자체 서비스로 추출할 수 있습니다.

예를 들어, Orders 모듈을 독립적인 Order Service로 만들 수 있습니다. API 엔드포인트는 동일한 기능을 노출하지만, 이제 HTTP/gRPC를 통해 통신합니다. 데이터베이스를 분리할 수 있습니다. 내부 호출은 네트워크 호출로 대체됩니다. 이러한 점진적인 추출은 "빅뱅" 마이크로서비스 재작성을 시도하는 것보다 위험과 중단이 훨씬 적습니다.

결론

다음 프로젝트, 특히 요구 사항이 아직 진화 중이거나, 팀 규모가 작거나, 운영 전문성이 제한적인 경우, 모듈식 모놀리스로 시작하는 것이 신중하고 강력한 선택입니다. 모놀리식 아키텍처의 민첩성과 단순성을 제공하는 동시에 미래의 성장과 잠재적인 마이크로서비스 추출을 준비하는 규율과 구조를 심어줍니다. 모듈식 모놀리스를 채택하여 분산 시스템의 초기 오버헤드 없이 강력하고 유지 보수 가능하며 매우 진화 가능한 백엔드 시스템을 구축하십시오. 확장 가능하고 지속 가능한 소프트웨어 개발을 위한 현명한 첫걸음입니다.