Design, implementation and evaluation of an application for guiding architectural refactoring to microservices

Abstract

Der kürzlich etablierte Architekturstil der Microservices ist derzeit ein heißes Thema und wird in der Literatur breit diskutiert. Infolgedessen sind viele Unternehmen daran interessiert, Legacy-Anwendungen aufgrund von Factoren, wie leichtere Skalierbarkeit, leichteres Deployment oder höhere Flexibilität bei der Kombination mehrerer Technologien, auf Microservices zu migrieren. Allerdings ist es schwierig, eine klare Anleitung für die Migration von Legacy-Anwendungen zu Microservices zu finden. Softwarearchitekten, die mit einer solchen Migration konfrontiert sind, benötigen einen strukturierten und möglicherweise werkzeuggestützten Leitfaden für die Auswahl einer geeigneten Strategie und eines Refactoring-Ansatzes. Zwar gibt es einige akademische Veröffentlichungen, die systematische Literaturübersichten und Mapping-Studien zu bestehenden Ansätzen für das Refactoring von Architekturen auf Microservices durchführen, doch können diese nur eine vorläufige Momentaufnahme des aktuellen Forschungsstandes liefern. Dieses Problem sollte durch ein Migrations-Framework angegangen werden, das die architektonische Umstrukturierung von monolithischen Anwendungen in Richtung Microservices begleitet. Ein solches Framework wird derzeit innerhalb der ESE-Gruppe des Institutes für Software Engineering entwickelt. Um dies zu erreichen, zielt das Framework darauf ab, Benutzer durch drei Hauptphasen zu führen, die ihnen beim Systemverständnis, der Definition der Migrationsstrategie und der Architekturdefinition ihrer Anwendung helfen. Ziel dieser Arbeit ist die prototypische Implementierung und Evaluierung einer webbasierten Anwendung, die die Phase der Definition der Migrationsstrategie des besagten Migrationsrahmens umsetzt. Wir haben uns bewusst für eine webbasierte Anwendung entschieden, da sie einen einfacheren Zugriff auf das fertige Produkt ermöglicht. Um dies zu erreichen, ist diese Arbeit in drei Teile gegliedert. In einem ersten Schritt soll ein erweiterbares Repository entworfen und implementiert werden, das bestehende Refactoring-Ansätze auf der Basis relevanter Eigenschaften enthält. Anschließend wird eine webbasierte Anwendung entworfen, die als Benutzeroberfläche der Anwendung fungiert, um das bestehende Architectural-Refactoring-Framework zu repräsentieren. Abschließend wird eine empirische Evaluierung der entwickelten Anwendung durchgeführt.

The microservices architectural style which emerged recently is currently a hot topic and widely discussed in literature. As a result, many companies have become interested in migrating legacy applications to microservices due to factors like, easier scalability, deployment or better flexibility in combining multiple technologies. Nonetheless, finding clear guidance on how to conduct a migration of legacy applications to microservices is a difficult task. Software architects tasked with such a migration are in need of a structured and possible tool assisted guide on selecting an appropriate strategy and refactoring approach. While there are some academic publications conducting Systematic Literature Reviews and Mapping Studies regarding existing approaches for architectural refactoring to microservices, they can only provide a temporary snapshot on the current state of research. This problem should be addressed by a Migration Framework to guide architectural refactoring of monolithic applications towards microservices. Such a framework is currently developed within the ESE group of the Institute of Software Engineering. In order to do this the framework aims to guide users through three main phases helping them with the system comprehension, migration strategy definition and architecture definition of their application. The goal of this thesis is to provide a prototypical implementation and evaluation of a web-based application realizing the migration strategy definition phase of said Migration framework. We specifically choose a web-based application due to easier access to the finished product. In order to achieve this, this thesis is split into three parts. In a first step, an extensible repository should be designed and implemented that hosts existing refactoring approaches based on relevant properties. Following this, a web-based application acting as the application's user interface will be designed to represent the existing architectural refactoring framework. Finally, an empirical evaluation of the developed application is conducted.