Главная
АИ #50 (180)
Статьи журнала АИ #50 (180)
Product-driven подход к развитию микросервисного фреймворка

10.5281/zenodo.15600187

Product-driven подход к развитию микросервисного фреймворка

Рубрика

Информационные технологии

Ключевые слова

product-driven development
микросервисный фреймворк
минимально жизнеспособный продукт (MVP)
developer NPS
adoption rate
время онбординга
Design Science Research

Аннотация статьи

В статье рассматриваются особенности, возникающие при применении подхода, ориентированного на результат (product-driven development, PDD), к развитию микросервисного фреймворка, в котором «платформа» выступает в роли продукта, а её «пользователи» являются командами разработчиков. Цель работы заключается в проведении анализа возможности применения продукт-ориентированного подхода к созданию микросервисного фреймворка, учитывающего потребности разработчиков как пользователей платформы. Методология исследования состоит из системного обзора литературы. В рамках статьи продемонстрирована эффективность интеграции PDD и микросервисов, выраженная в повышении степени принятия платформы, уменьшения сроков выпуска новых версий и улучшения стабильности релизов. Научная новизна состоит в объединении методик PDD и микросервисной архитектуры, формализации метрик оценки developer-ориентированных платформ и предложении практических инструментов для валидации MVP-микросервисов. Представленные в статье сведения будут востребованы другими исследователями в области распределённых вычислений и программной инженерии, специализирующимися на формализации и унификации промежуточных представлений микросервисных архитектур. Кроме того, практический интерес к результатам работы проявят лидеры DevOps- и Platform Engineering-команд крупных продуктовых организаций, ответственные за внедрение продвинутых CI/CD-конвейеров, цифровых двойников и ML-ориентированного мониторинга SLO с целью оптимизации SDLC, а также повышения бизнес-ценности выпускаемых микросервисов.

Текст статьи

Введение

В настоящее время техническая платформа всё чаще рассматривается не просто как инструмент, а как полноценный продукт с собственными пользователями, которыми выступают разработчики. Автократичное навязывание средств разработки (dev-tools) без учёта потребностей конечных пользователей приводит к низкой их адаптации и формированию негативного отношения к самим инструментам. Вместе с тем подход, ориентированный на результат (product-driven development, PDD), предлагает фокусироваться на имеющихся сложностях, а также потребностях разработчиков, создавая на основе их обратной связи решения, которые они действительно захотят и будут готовы использовать [1, с. 33332-33348].

Целью работы является проведение анализа возможности применения продукт-ориентированного подхода к созданию микросервисного фреймворка, учитывающего потребности разработчиков как пользователей платформы.

Научная новизна состоит в объединении методик PDD и микросервисной архитектуры, формализации метрик оценки developer-ориентированных платформ и предложении практических инструментов для валидации MVP-микросервисов.

Авторская гипотеза основывается на том, что применение продуктово-ориентированного подхода к разработке микросервисного фреймворка повышает степень его принятия разработчиками, сокращает время обучения, а также улучшает общую удовлетворённость платформой.

Методология исследования состоит в проведении системного обзора литературы.

Материалы и методы

В современной литературе по product-driven развитию микросервисных фреймворков можно выделить несколько взаимосвязанных направлений.

Так Zaki J. et al. [1, с. 33332-33348] подробно описывают структуру фреймворка, включающего модули сервисного реестра, шлюза API, систему оркестрации контейнеров и шину событий для асинхронного взаимодействия компонентов. В работе [2], размещенной на сайте developers дается определение продукт-ориентированного подхода как непрерывно итеративной практики, основанной на циклах «гипотеза – прототип – тестирование – анализ» с активным вовлечением конечных пользователей.

Abdelfattah A. S., Cerny T. [3, с. 1-8] систематизируют существующие подходы к логическому выводу свойств системы на основе анализа её метаданных и документации, выделяя недостаток формальных моделей поведения сервисов. Abdelfattah A. S. [5, с. 1460-1464] демонстрирует применение интерактивных графовых инструментов, а Cerny T. et al. [6, с. 39-48] в работе по техникам реконструкции архитектуры проводят сравнительный анализ подходов на основе статического анализа кода, трассировок и метаданных развёртывания. Попов А. А. в статье «Инжиниринг как ключ к успешным бизнес-стратегиям» [4] обсуждает синергию между техническим образованием, научными исследованиями и бизнес-практиками, обосновывая необходимость выстраивания продукт-ориентированных рабочих процессов, где микросервисные решения рассматриваются не только как техническая, но и как коммерческая платформа взаимодействия с рынком и пользователями. Schneider G. et al. [9, с. 79-85] рассматривают особенности применения микросервисной архитектуры, подчёркивая преимущества гибкого масштабирования и возможности быстрой адаптации конвейеров обработки данных к изменяющимся технологическим требованиям.

Bushong V. et al. [7, с. 1199-1201] продемонстрировали, как статический анализ способен автоматизировать обнаружение границ сервисов и зависимостей между ними. Bulkan U. et al. [8, с. 73916-73927] рассматривают как облачные компоненты обеспечивают централизованный сбор логов и метрик, а аналитические модули помогают оптимизировать распределение ресурсов и повышать отказоустойчивость приложений.

Таким образом можно заметить, что в литературе прослеживается противоречие между «данными» и «моделями» как двумя полюсами разработки: тогда как одни авторы делают ставку на эмпирические методы и ML-анализ, другие предпочитают формализацию архитектуры и визуализацию. При этом недостаточно внимания уделено единым продукт-ориентированным метрикам успеха микросервисных фреймворков: отсутствуют исследования, связывающие технические показатели (производительность, надёжность) с бизнес-результатами (ROI, удовлетворённость клиентов). Слабо представлены работы по безопасности и управлению конфиденциальностью в цифровых двойниках), а также недостаточно описаны методики перехода от прототипов к промышленным решениям в небольших командах с ограниченными ресурсами. Кроме того, незаполненным остаётся пространство интеграции продуктовой стратегии с инженерными практиками и DevOps-конвейерами, что создаёт разрыв между технической реализацией микросервисов и их коммерческим потенциалом.

Далее переходя, к теоретическим основам работы, следует отметить, что product-driven development представляет собой подход к созданию цифровых продуктов, в котором центральное место занимают потребности конечного пользователя, а сам «продукт» понимается как совокупность функций, ценностей и опыта взаимодействия. PDD включает непрерывное пользовательское тестирование, итеративную доставку функциональности и оперативную обратную связь, что позволяет адаптировать продукт к реальным требованиям потребителей ещё до завершения разработки всего объёма работ [2, 4]. Основой подхода, ориентированного на результат, является его постоянная проверка гипотез через прототипы или MVP (minimum viable product) с учётом метрик: adoption rate, time-to-onboard и developer NPS, что позволяет минимизировать риск создания «лишней» функциональности и гарантировать ценность для пользователя [1, с. 33332-33348].

Ниже приводится сравнительный обзор основных характеристик подходов к product-driven development.

Таблица 1

Сравнение подходов разработки программных продуктов [1, с. 33332-33348; 2]

Подход

Фокус

Основные методологии

Преимущества

Ограничения

Project-driven

Завершение работ в рамках проекта

Waterfall, PRINCE2

Контроль сроков и бюджета; ясная структура этапов

Низкая гибкость при изменении требований

Market-driven

Потребности рынка и конкурентные ниши

Маркетинговые исследования

Учитывает рыночный спрос; способствует инноватикам

Меньше внимания к пользовательскому опыту

Design-driven

Пользовательский интерфейс и визуальная ценность

Design Thinking, UX-дизайн

Высокая привлекательность и удобство

Возможны «красивые, но нефункциональные» решения

Product-driven

Постоянное улучшение продукта через фидбэк

Agile, Lean Startup, Dual-Track

Быстрая проверка гипотез; минимизация рисков

Требует зрелой культуры сбора и анализа фидбэка

В основе подхода, ориентированного на результат лежат следующие элементы:

  • «Customer research and feedback», суть заключается в проведении систематического сбора данных о имеющихся сложностях в индустрии, а также потребностях пользователей (интервью, опросы, анализ поведения в продакшене).
  • «Defining and prioritizing features». Особенностью элемента является выработка продуктового бэклога на основе ценности фич для пользователя и бизнес-целей [3, 1-8; 5, с. 1460-1464].
  • «Continuous delivery and iteration» основывается на проведении регулярных релизов MVP-версий, быстром выпуске исправлений и новых функций в коротких циклах (2–6 недель).
  • «Outcome-driven metrics» заключается в определении ожидаемых результатов и измерении их с помощью качественных и количественных метрик.
  • «Prototyping and MVP» сводится к созданию минимального работоспособного продукта для валидации ключевых гипотез до начала масштабной разработки [3, с. 1-8].
  • «User testing methodologies» особенностью данного элемента является наличие выбора подходящих методов юзабилити-тестирования (heatmaps, first-click, five-second тесты, дизайн-опросы), проведение как «face-to-face», так и дистанционных сессий.
  • «Data-driven decision making» предполагает осуществление анализа количественных (CTR, время выполнения задач, конверсия) и качественных данных (открытые ответы, интервью) для приоритизации и доработок [9, с. 79-85].

Таким образом можно заметить, что PDD позволяет не только снизить риски несоответствия продукта ожиданиям разработчиков, но и повысить скорость релизов, качество UX и общее удовлетворение пользователей.

Результаты и обсуждения

Для эффективного применения product-driven development в контексте создания микросервисного фреймворка необходимо адаптировать его практики к характеристикам платформенных решений, где продукт – это сама платформа, а её пользователи – команды разработчиков. В традиционных IТ-организациях инструменты разработки порой навязываются «сверху» без учёта реальных потребностей команд, что приводит к низкому уровню их принятия [5, с. 1460-1464]. В PDD важно рассматривать платформу не как «поставку набора API», а как продукт, который должен приносить ценность разработчику во всём жизненном цикле разработки: от инициализации нового сервиса до его мониторинга в продакшене [2].

Ниже на рисунке отражены методы PDD, используемые при построении продуктового бэклога платформы.

Снимок экрана (1529).png

Рис. Методы PDD, используемые при построении продуктового бэклога платформы [1, с. 33332-33348; 3, 1-8; 5, с. 1460-1464]

В последующем собранные данные позволяют чётко сформулировать гипотезы об основных имеющихся трудностях, а также недостатках, на основе которых формируется бэклог, где каждая «эпик-фича» разбивается на отдельные микросервисы. Ниже приведена схема соответствия ключевых сложностей, с которыми сталкиваются разработчики и назначенных для них микросервисов.

Таблица 2

Соответствие трудностей разработчиков и микросервисов [2; 3, с. 1-8; 6, с. 39-48]

Трудности разработчиков

Назначение микросервиса

Основные метрики успеха

1

Сложный запуск нового сервиса (долгая онбординг)

Service Bootstrap – автоматическая генерация шаблонов и CI/CD

 Time-to-Onboard

2

Нестабильная конфигурация при релизах

Config Service – централизованное хранение и валидация конфига

 Change Failure Rate

3

Отсутствие единообразия в обнаружении сервисов

Service Discovery – регистрация и health-check

 Service Availability

4

Ручной скейлинг и сложность мониторинга

Auto-Scaler & Metrics – собрание метрик и динамический скейлинг

 Mean Time To Recover, Scalability

5

Неинформативные логи и трассировка

Logging & Tracing – централизованный сбор логов и распределённая трассировка

 MTTR, Developer NPS

Каждый микросервис начинается с минимальной рабочей версии (MVP), позволяющей проверить гипотезу его ценности. Ключевые этапы цикла «сборка–измерение–обучение» для MVP включают осуществление следующих действий:

  1. Разработку прототипа: ограниченный по функционалу контейнер с базовыми REST-эндпоинтами и тестовым набором fakes.
  2. Деплой в изолированное окружение: автоматизированный CI/CD-конвейер, лёгкая интеграция с «родительской» платформой.
  3. Сбор фидбэка: мониторинг метрик (загрузка CPU, время отклика), петли обратной связи от первых пользователей.
  4. Итеративное улучшение: добавление фичей согласно снижению pain-индекса [1, с. 33332-33348].

Использование подходов контейнеризации (Docker, Kubernetes), сервис-сетей (Istio) и готовых open-source решений ускоряет выпуск MVP и повышает качество финального микросервиса. Внедрение MVP-микросервисов по приоритизации проблем (bootstrap, config, discovery, auto-scaler и logging) позволит быстро проверить гипотезы и скорректировать архитектуру без значительных затрат на доработки. Авто-скейлер на основе метрик CPU/RAM и пользовательских метрик нагрузки позволит уменьшить число отказов при пиковых нагрузках [8, с. 73916-73927].

Далее будут представлены рекомендации по внедрению продуктово-ориентированного (Product-driven) подхода к развитию микросервисного фреймворка, направленные на создание устойчивой архитектуры и минимизацию организационных и технических рисков.

Первое, что следует сделать, так это провести ревизию существующей системы сквозь призму ценности для пользователя и бизнес-гипотез. Необходимо выделить ключевые домены (bounded contexts) и сопоставить им продуктовые линии с чётко определёнными метриками успеха - уровнем принятия функциональности, стабильностью SLA и временем вывода на рынок (time-to-market). Такой продуктовый рефрейминг позволяет сместить фокус с внутренней сложности инфраструктуры на реальную пользу конечному пользователю, что сокращает риск многократных перепроектирований и постоянных изменений контрактов между сервисами.

Второе – сформировать автономные кросс-функциональные команды, включающие продукт-овнера, бизнес-аналитика, архитекторов, разработчиков и инженеров надежности (SRE), и наделить их ответственностью за полный жизненный цикл выделенного микросервиса. Рекомендован итеративный цикл разработки с частотой выпусков MVP каждые 2–4 недели, подкреплённый автоматическим CI/CD, сбором обратной связи и проверкой гипотез по ключевым метрикам. Централизация принятия решений у продукт-овнера в сочетании с децентрализованным выполнением задач снижает коммуникационные издержки и позволяет гибко реагировать на изменение требований.

Также важным действием является внедрение единого набора инженерных практик для обеспечения качества и согласованности экосистемы. Основными элементами в данном случае являются consumer-driven контрактное тестирование API, централизованная CI/CD-платформа с готовыми шаблонами для развертывания, мониторинга и отката, а также реестр сервисов и унифицированный API-gateway или service mesh. Не менее важно развить культуру наблюдаемости (observability): метрики бизнес-логики, распределённые трассировки и единый формат логирования позволят оперативно выявлять аномалии и проводить глубокий постмортем-анализ инцидентов. Такое сочетание продуманной доменной декомпозиции, сквозных продуктовых команд и строгих инженерных стандартов минимизирует риски и сложности при эволюции микросервисного фреймворка.

Подводя итог следует сказать, что адаптация PDD к микросервисному фреймворку позволяет: определить потребности команд-разработчиков как целевых пользователей платформы; сформировать бэклог по приоритету реальных «болей», а не на основе внутренних предпочтений архитекторов; быстрее запускать и проверять MVP-микросервисы, снижая риски и повышая скорость доставки ценности.

Заключение

Продакт-драйвен подход позволяет рассматривать техническую платформу как «продукт» с собственными пользователями-разработчиками, что кардинально повышает её востребованность и ценность. Интеграция PDD и микросервисной архитектуры даёт возможность итеративно выпускать MVP-модули, быстро проверять гипотезы и вносить корректировки ещё на ранних этапах разработки, что снижает риски крупных переработок.

Предложенные шаблоны микросервисов (bootstrap, config, discovery, auto-scaler, logging) и метрики их оценки (time-to-onboard, change failure rate, MTTR, developer NPS) могут быть адаптированы в любых организациях, разрабатывающих внутренние платформы или инструменты для dev-команд.

Сегментация пользователей-разработчиков и постоянный сбор обратной связи через NPS-опросы и телеметрию обеспечивают управление продуктовыми приоритетами не «по умолчанию», а на основе реальной ценности для конечного пользователя.

Таким образом, данное исследование подтверждает гипотезу о том, что продуктово-ориентированный подход к разработке микросервисного фреймворка существенно улучшает опыт разработчиков, ускоряет внедрение новых возможностей и повышает надёжность внутренних инструментов.

Список литературы

  1. Zaki J. et al. Introducing cloud-assisted micro-service-based software development framework for healthcare systems // IEEE Access. – 2022. – Vol. 10. – P. 33332-33348.
  2. The benefits of shifting from technology-driven to product-driven development [Электронный ресурс] Режим доступа: https://developers.mews.com/the-benefits-of-shifting-from-technology-driven-to-product-driven-development/ (дата обращения: 20.11.2023).
  3. Abdelfattah A.S., Cerny T. Roadmap to reasoning in microservice systems: a rapid review // Applied Sciences. – 2023. – Vol. 13. – №. 3. – P. 1-8.
  4. Попов А.А. Инжиниринг как ключ к успешным бизнес-стратегиям: синергия образования, науки и бизнеса // Актуальные исследования. – 2023. – №. 18 (148) [Электронный ресурс] Режим доступа: https://apni.ru/article/6116-inzhiniring-kak-klyuch-k-uspeshnym-biznes-strategiyam-sinergiya-obrazovaniya-nauki-i-biznesa (дата обращения: 18.11.2023).
  5. Abdelfattah A.S. Microservices-based systems visualization: student research abstract // Proceedings of the 37th ACM/SIGAPP Symposium on Applied Computing. – 2022. – P. 1460-1464.
  6. Cerny T. et al. Microservice architecture reconstruction and visualization techniques: A review // 2022 IEEE International Conference on Service-Oriented System Engineering (SOSE). – IEEE, 2022. – P. 39-48.
  7. Bushong V. et al. Using static analysis to address microservice architecture reconstruction //2021 36th IEEE/ACM International Conference on Automated Software Engineering (ASE). – IEEE, 2021. – P. 1199-1201.
  8. Bulkan U. et al. On the load balancing of edge computing resources for on-line video delivery // IEEE Access. – 2018. – Vol. 6. – P. 73916-73927.
  9. Schneider G. et al. Micro service based sensor integration efficiency and feasibility in the semiconductor industry //Infocommunications Journal. – 2022. – Vol. 14. – №. 3. – P. 79-85.

Поделиться

Цыганок Р. А. Product-driven подход к развитию микросервисного фреймворка // Актуальные исследования. 2023. №50 (180). URL: https://apni.ru/article/product-driven-podhod-k-razvitiyu-mikroservisnogo-frejmvorka

Обнаружили грубую ошибку (плагиат, фальсифицированные данные или иные нарушения научно-издательской этики)? Напишите письмо в редакцию журнала: info@apni.ru

Похожие статьи

Другие статьи из раздела «Информационные технологии»

Все статьи выпуска
Актуальные исследования

#25 (260)

Прием материалов

21 июня - 27 июня

осталось 3 дня

Размещение PDF-версии журнала

2 июля

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

16 июля