Architectures courantes des applications web

Conseil

Ce contenu est un extrait du livre électronique, Architect Modern Web Applications with ASP.NET Core and Azure (Architecturer des applications web modernes avec ASP.NET Core et Azure), disponible dans la documentation .NET ou en tant que PDF téléchargeable gratuitement qui peut être lu hors connexion.

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« Si vous pensez qu’une bonne architecture coûte cher, tentez donc votre chance avec une mauvaise architecture. » - Brian Foote et Joseph Yoder

La plupart des applications .NET conventionnelles sont déployées sous forme d’unités individuelles qui correspondent à un exécutable ou à une application web unique s’exécutant dans un seul domaine d’application IIS. Cette approche est le modèle de déploiement le plus simple. Elle convient très bien à de nombreuses applications publiques internes et plus petites. Toutefois, même avec ce déploiement en unités individuelles, la majorité des applications métier non triviales tirent avantage à avoir leur logique séparée en plusieurs couches.

Qu’est-ce qu’une application monolithique ?

Une application monolithique est une application qui se comporte de façon totalement autonome. Elle peut avoir des interactions avec d’autres services ou magasins de données pendant son exécution, mais son comportement est fondamentalement géré en interne. L’ensemble de l’application est généralement déployée comme une seule unité. Quand une application monolithique doit faire l’objet d’une mise à l’échelle horizontale, en général, l’application entière est dupliquée sur plusieurs serveurs ou machines virtuelles.

Applications tout-en-un

L’architecture d’une application peut se réduire à un seul projet. Dans cette architecture, toute la logique de l’application est contenue dans un seul projet, compilé dans un assembly unique et déployé comme une seule unité.

Tout nouveau projet ASP.NET Core, créé dans Visual Studio ou à partir de la ligne de commande, est au début une simple application monolithique « tout-en-un ». Le projet contient le comportement complet de l’application, y compris la logique de présentation, métier et d’accès aux données. La figure 5-1 montre la structure de fichiers d’une application à projet unique.

Figure 5-1. Application ASP.NET Core à projet unique.

Dans un scénario de projet unique, la séparation des préoccupations s’obtient par l’utilisation de dossiers. Le modèle par défaut inclut des dossiers distincts pour les responsabilités des modèles, vues et contrôleurs du schéma MVC, ainsi que des dossiers supplémentaires pour les services et les données. Dans cette organisation, les détails de présentation doivent être limités autant que possible au dossier Vues, et les détails d’implémentation de l’accès aux données doivent être limités aux classes stockées dans le dossier Données. La logique métier doit résider dans les services et les classes contenus dans le dossier Modèles.

La solution monolithique à projet unique est simple, mais elle présente certains inconvénients. Le nombre de fichiers et de dossiers augmente à mesure que le projet grossit et devient plus complexe. Les éléments sensibles de l’interface utilisateur (modèles, vues, contrôleurs) résident dans plusieurs dossiers qui ne sont pas regroupés par ordre alphabétique. Cela devient un réel problème quand des constructions de niveau interface utilisateur supplémentaires, telles que des filtres ou des classeurs de modèles (ModelBinder), sont ajoutées dans leurs propres dossiers. La logique métier est répartie entre les dossiers Models et Services, mais les dépendances entre les classes contenues dans ces dossiers ne sont pas clairement indiquées. Cette mauvaise organisation au niveau du projet se traduit fréquemment par la création de code spaghetti.

Pour résoudre ces problèmes, les applications se transforment souvent en solutions à projets multiples, où chaque projet est censé résider dans une couche spécifique de l’application.

Présentation des couches

Quand une application devient complexe, un moyen de gérer cette complexité est de scinder l’application selon ses responsabilités ou préoccupations. Cette approche suit le principe de séparation des aspects. Elle peut aider à organiser un codebase grandissant pour que les développeurs puissent facilement trouver l’emplacement où certaines fonctionnalités sont implémentées. L’architecture en couches offre d’autres avantages que la simple organisation du code.

En effet, l’organisation du code en couches permet également la réutilisation des fonctionnalités communes de bas niveau dans l’ensemble de l’application. Cette possibilité est intéressante, car elle réduit la quantité de code à écrire et permet la standardisation de l’application sur une implémentation unique, selon le principe DRY (« Ne vous répétez pas »).

Avec une architecture en couches, les applications peuvent appliquer des restrictions sur les échanges autorisés entre les différentes couches. Cette architecture permet d’effectuer l’encapsulation. De cette façon, quand une couche est modifiée ou remplacée, seules les couches qui interagissent avec elle sont impactées. En limitant l’interdépendance des couches, l’impact des modifications peut être atténué afin qu’une modification donnée n’impacte pas l’application entière.

Les couches (et l’encapsulation) facilitent le remplacement des fonctionnalités dans l’application. Par exemple, une application peut initialement utiliser sa propre base de données SQL Server pour la persistance, mais plus tard choisir d’utiliser une stratégie de persistance basée sur le cloud ou située derrière une API web. Si l’application a correctement encapsulé son implémentation de la persistance dans une couche logique, cette couche spécifique à SQL Server peut être remplacée par une nouvelle couche implémentant la même interface publique.

Outre la possibilité de permuter des implémentations en réponse à des changements ultérieurs dans les exigences, les couches d’application facilitent également la permutation des implémentations pour les besoins de test. Au lieu d’écrire des tests qui s’exécutent sur la couche des données réelles ou sur la couche de l’interface utilisateur de l’application, vous pouvez remplacer ces couches durant la phase de test par des implémentations fictives qui fournissent des réponses connues aux requêtes. Cette approche rend généralement les tests beaucoup plus faciles à écrire et beaucoup plus rapides à exécuter par rapport à l’exécution de tests sur l’infrastructure réelle de l’application.

La mise en couches logiques est une technique courante pour améliorer l’organisation du code dans les applications d’entreprise. Le code peut être organisé en couches de plusieurs façons.

Notes

Les couches représentent une séparation logique au sein de l’application. Si la logique de l’application est répartie physiquement entre plusieurs serveurs ou processus séparés, ces différentes cibles de déploiement physiques sont appelées niveaux. Il est possible, et relativement courant, de déployer une application en N couches sur un seul niveau.

Applications avec une architecture en N couches conventionnelle

La figure 5-2 illustre l’organisation la plus courante d’une logique d’application en couches.

Figure 5-2. Couches d’application classiques.

Ces couches sont souvent abrégées comme ceci : UI (couche d’interface utilisateur), BLL (couche métier) et DAL (couche d’accès aux données). Avec cette architecture, les utilisateurs effectuent des requêtes par le biais de la couche UI, qui interagit uniquement avec la couche BLL. La couche BLL, à son tour, peut appeler la couche DAL pour les requêtes d’accès aux données. La couche UI ne doit pas directement adresser des requêtes à la couche DAL, ni interagir avec persistance directement par d’autres moyens. De même, la couche BLL doit uniquement interagir avec persistance en passant par la couche DAL. De cette manière, chaque couche a sa propre responsabilité connue.

Cette approche en couches classique a un inconvénient, à savoir que les dépendances de compilation s’exécutent de haut en bas. Autrement dit, la couche UI dépend de la couche BLL, qui dépend elle-même de la couche DAL. La couche BLL, qui contient généralement la logique la plus importante de l’application, est dépendante des détails d’implémentation de l’accès aux données (et souvent de l’existence d’une base de données). Il est souvent difficile de tester la logique métier dans ce type d’architecture, car il faut utiliser une base de données de test. Le principe d’inversion des dépendances peut être une solution à ce problème, comme vous le verrez dans la section suivante.

La figure 5-3 montre un exemple de solution qui scinde l’application en trois projets par responsabilité (ou couche).

Figure 5-3. Application monolithique simple constituée de trois projets.

Même si cette application utilise plusieurs projets à des fins d’organisation, elle reste déployée en tant qu’unité simple et ses clients interagissent avec elle en la considérant comme une application web unique. Cela simplifie nettement le processus de déploiement. La figure 5-4 montre comment une application de ce type peut être hébergée en utilisant Azure.

Figure 5-4. Déploiement simple d’une application web Azure

Quand l’application doit grossir, des solutions de déploiement plus complexes et robustes peuvent être nécessaires. La figure 5-5 montre un exemple de plan de déploiement plus complexe qui prend en charge des fonctionnalités supplémentaires.

Figure 5-5. Déploiement d’une application web sur Azure App Service

En interne, l’organisation de ce projet en plusieurs projets par responsabilité facilite la maintenance de l’application.

Il est possible d’augmenter ou de diminuer la taille des instances de cette unité pour tirer parti de l’extensibilité à la demande sur le cloud. L’augmentation de la taille des instances revient à ajouter de l’UC, de la mémoire, de l’espace disque ou d’autres ressources sur le ou les serveurs qui hébergent votre application. Le scale-out revient à ajouter des instances supplémentaires de ces serveurs, qu’il s’agisse de serveurs physiques, de machines virtuelles ou de conteneurs. Quand votre application est hébergée sur plusieurs instances, un équilibreur de charge assigne les requêtes aux différentes instances de l’application.

L’approche la plus simple pour mettre à l’échelle une application web dans Azure est de configurer la mise à l’échelle manuellement dans le plan App Service de l’application. La figure 5-6 illustre le tableau de bord Azure qui permet de configurer le nombre d’instances au service d’une application.

Figure 5-6. Mise à l’échelle du plan App Service dans Azure.

Architecture propre

Les applications conçues selon le principe d’inversion des dépendances et les principes DDD (conception pilotée par le domaine) présentent au final plus ou moins la même architecture. Les noms donnés à cette architecture ont beaucoup varié au fil des années. Au début, on l’a nommée architecture hexagonale, puis architecture ports-adaptateurs. Plus récemment, on l’a appelée architecture en oignon ou architecture propre. Cette dernière désignation, architecture propre, est celle utilisée pour qualifier l’architecture utilisée dans ce livre électronique.

L’application de référence eShopOnWeb utilise l’approche de l’architecture propre pour organiser son code en projets. Vous trouverez un modèle de solution pouvant servir de point de départ pour vos propres solutions ASP.NET Core dans le dépôt GitHub ardalis/cleanarchitecture ou en installant le modèle à partir de NuGet.

L’architecture propre met la logique métier et le modèle d’application au centre même de l’application. Au lieu que la logique métier dépende des préoccupations de l’accès aux données ou d’une autre infrastructure, cette dépendance est inversée : les détails de l’infrastructure et de l’implémentation dépendent du noyau de l’application. Vous pouvez obtenir cette fonctionnalité en définissant dans le noyau de l’application des abstractions, ou interfaces, qui sont ensuite implémentées par les types définis dans la couche Infrastructure. Cette architecture est souvent représentée sous la forme d’une série de cercles concentriques, à l’image des couches d’un oignon. La figure 5-7 montre un exemple de ce style de représentation architecturale.

Figure 5-7. Architecture propre ; représentation des couches en oignon

Dans ce diagramme, le flux des dépendances va du cercle extérieur vers le cercle le plus intérieur. La couche Noyau de l’application tire son nom de sa position au cœur de ce diagramme. Par ailleurs, comme vous pouvez constater sur le diagramme, la couche Noyau de l’application n’a aucune dépendance vis-à-vis des autres couches de l’application. Les entités et les interfaces de l’application se trouvent au centre même du diagramme. Juste après vers l’extérieur, mais toujours dans la couche Noyau de l’application, viennent les services de domaine, qui implémentent généralement les interfaces définies dans le cercle central. À l’extérieur de la couche Noyau de l’application, les couches Interface utilisateur et Infrastructure dépendent toutes deux de la couche Noyau de l’application, mais elles ne dépendent pas (nécessairement) l’une de l’autre.

La figure 5-8-X illustre un diagramme de couches horizontal plus classique, qui reflète mieux la dépendance entre la couche Interface utilisateur et les autres couches.

Figure 5-8. Architecture propre ; représentation horizontale des couches

Notez que les flèches pleines représentent les dépendances à la compilation, tandis que la flèche en pointillé représente une dépendance à l’exécution uniquement. Dans une architecture propre, la couche Interface utilisateur interagit avec les interfaces définies dans la couche Noyau de l’application au moment de la compilation. Dans l’idéal, elle ne doit pas avoir connaissance des types d’implémentation définis dans la couche Infrastructure. Or, au moment de l’exécution, ces types d’implémentation sont nécessaires à l’exécution de l’application. Ils doivent donc être définis et transmis aux interfaces de la couche Noyau de l’application via l’injection de dépendances.

La figure 5-9 est une représentation plus détaillée de l’architecture d’une application ASP.NET Core conçue selon ces recommandations.

Figure 5-9. Diagramme d’une architecture ASP.NET Core propre.

Comme la couche Noyau de l’application ne dépend pas de la couche Infrastructure, il est très facile d’écrire des tests unitaires automatisés pour cette couche. Les figures 5-10 et 5-11 montrent comment les tests s’intègrent à cette architecture.

Figure 5-10. Tests unitaires, couche Noyau de l’application isolée.

Figure 5-11. Tests d’intégration, implémentations dans Infrastructure avec des dépendances externes.

Comme la couche Interface utilisateur n’a pas de dépendance directe vis-à-vis des types définis dans le projet Infrastructure, il est tout aussi simple de permuter les implémentations, que ce soit pour faciliter les tests ou pour répondre à une évolution des exigences de l’application. Grâce à la prise en charge et à l’utilisation intégrée de l’injection de dépendances dans une application ASP.NET Core, cette architecture est la plus performante pour organiser des applications monolithiques non triviales.

Dans les applications monolithiques, les projets Noyau de l’application, Infrastructure et IU sont tous exécutés sous la forme d’une seule application. La figure 5-12 illustre un exemple d’architecture d’exécution d’une application.

Figure 5-12. Exemple d’architecture d’exécution d’une application ASP.NET Core.

Organisation du code dans une architecture propre

Dans une architecture propre, les responsabilités de chaque projet sont clairement établies. À cet effet, certains types sont communs à chaque projet et vous trouverez souvent plusieurs dossiers correspondant à ces types dans le projet en question.

Noyau de l’application

La couche Noyau de l’application contient le modèle métier, qui définit les entités, les services et les interfaces. Ces interfaces incluent les abstractions des opérations à effectuer à l’aide de la couche Infrastructure, par exemple l’accès aux données, l’accès au système de fichiers, les appels réseau, etc. Parfois, les services ou interfaces définis au niveau de cette couche doivent fonctionner avec des types qui ne sont pas des types d’entité et qui n’ont pas de dépendances par rapport aux couches IU ou Infrastructure. Ils peuvent alors être définis comme objets de transfert de données (DTO).

Types de la couche Noyau de l’application

• Entités (classes persistantes du modèle métier)
• Agrégats (groupes d’entités)
• Interfaces
• Services de domaine
• Spécifications
• Exceptions personnalisées et clauses de protection
• Gestionnaires et événements de domaine

Infrastructure

Le projet Infrastructure inclut généralement des implémentations de l’accès aux données. Dans une application web ASP.NET Core conventionnelle, ces implémentations comprennent la classe DbContext d’Entity Framework (EF), les objets Migration EF Core qui ont été définis, ainsi que les classes d’implémentation de l’accès aux données. La méthode la plus courante pour abstraire le code d’implémentation de l’accès aux données est d’utiliser le modèle de conception de référentiel.

En plus des implémentations de l’accès aux données, le projet Infrastructure doit contenir les implémentations des services qui interagissent avec les préoccupations de l’infrastructure. Ces services doivent implémenter les interfaces définies dans la couche Noyau de l’application, et la couche Infrastructure doit donc référencer le projet Noyau de l’application.

Types de la couche Infrastructure

• Types EF Core (DbContext, Migration)
• Types d’implémentation de l’accès aux données (référentiels)
• Services spécifiques de l’infrastructure (par exemple, FileLogger ou SmtpNotifier)

Couche IU

Dans une application ASP.NET Core MVC, la couche Interface utilisateur est le point d’entrée de l’application. Ce projet doit référencer le projet Noyau de l’application, et ses types doivent interagir avec l’infrastructure uniquement par le biais des interfaces définies dans la couche Noyau de l’application. Les instanciations directes des types de la couche Infrastructure (ou les appels statiques à ces types) ne doivent pas être autorisées dans la couche Interface utilisateur.

Types de couche IU

• Contrôleurs
• Filtres personnalisés
• Middleware personnalisé
• Les vues
• ViewModels
• Démarrage

La classe Startup ou le fichier Program.cs est responsable de la configuration de l’application ainsi que de la connexion des types d’implémentation aux interfaces. L’emplacement où cette logique est effectuée s’appelle la racine de composition de l’application. Il permet à l’injection de dépendances de fonctionner correctement au moment de l’exécution.

Notes

Pour connecter l’injection de dépendances durant le démarrage de l’application, le projet de la couche IU doit éventuellement référencer le projet Infrastructure. Cette dépendance peut être éliminée plus facilement à l’aide d’un conteneur d’injection de dépendances personnalisé ayant une prise en charge intégrée du chargement des types à partir des assemblys. Pour les besoins de cet exemple, l’approche la plus simple consiste à autoriser le projet IU à référencer le projet Infrastructure (mais les développeurs doivent limiter les références réelles aux types du projet Infrastructure à la racine de composition de l’application).

Conteneurs et applications monolithiques

Vous pouvez créer une application (ou service) web unique et monolithique, et la déployer en tant que conteneur. En interne, l’application peut ne pas être monolithique, mais être organisée en bibliothèques, composants ou couches. De manière externe, il s’agit d’un seul conteneur avec un seul processus, une seule application web ou un seul service.

Pour gérer ce modèle, vous déployez un seul conteneur pour représenter l’application. Pour effectuer une mise à l’échelle, vous ajoutez simplement des copies supplémentaires avec un équilibreur de charge en frontal. Cette simplicité provient de la gestion d’un seul déploiement dans un seul conteneur ou une seule machine virtuelle.

Vous pouvez inclure plusieurs couches internes, composants ou bibliothèques dans chaque conteneur, comme illustré dans la figure 5-13. Cependant, d’après le principe des conteneurs selon lequel « un conteneur fait une chose et la fait dans un seul processus », ce modèle monolithique peut être une source de conflit.

Cette approche présente des inconvénients si/quand l’application grandit, nécessitant sa mise à l’échelle. Si l’application entière est mise à l’échelle, cela n’est pas vraiment un problème. Toutefois, dans la plupart des cas, la mise à l’échelle est nécessaire pour quelques parties de l’application seulement, mais elle est inutile pour d’autres composants moins utilisés.

Dans l’exemple classique du commerce électronique, c’est probablement le composant des informations produit qui a le plus besoin d’être mis à l’échelle. Les clients qui recherchent des produits sont beaucoup plus nombreux que ceux qui en achètent. Plus de clients utilisent leur panier d’achat que ceux qui utilisent le pipeline de paiement. Moins de clients ajoutent des commentaires ou consultent leur historique d’achat. De même, seule une poignée d’employés, d’une seule région, doivent généralement gérer le contenu et les campagnes marketing. La mise à l’échelle de la conception monolithique déploie tout le code plusieurs fois.

En plus du problème de la mise à l’échelle globale, quand des modifications sont apportées à un seul composant, il faut refaire un test complet de l’application entière et redéployer intégralement toutes les instances.

L’approche architecturale monolithique est fréquemment choisie pour le développement dans les organisations. Beaucoup de ces organisations sont satisfaites des résultats obtenus, mais certaines se heurtent aux limites de ce modèle d’architecture. Les organisations ont souvent conçu leurs applications d’après ce modèle, car les outils et l’infrastructure étaient trop complexes pour concevoir des architectures orientées services (SOA). Par ailleurs, elles ne voyaient pas la nécessité de changer de modèle tant que leur application ne grossissait pas trop. Si vous vous heurtez aux limites de l’approche monolithique, la prochaine étape logique pour vous est peut-être de scinder votre application pour mieux tirer parti des conteneurs et des microservices.

Le déploiement d’applications monolithiques dans Microsoft Azure est possible en utilisant des machines virtuelles dédiées pour chaque instance. Avec Azure Virtual Machine Scale Sets, vous pouvez facilement mettre à l’échelle les machines virtuelles. Azure App Service peut également exécuter des applications monolithiques et facilement mettre à l’échelle des instances sans nécessiter une gestion des machines virtuelles. Azure App Service peut également exécuter des instances uniques de conteneurs Docker, ce qui simplifie le déploiement. Avec Docker, vous pouvez déployer une seule machine virtuelle comme hôte Docker et exécuter plusieurs instances. Vous pouvez gérer la mise à l’échelle à l’aide de l’équilibreur de charge Azure, comme indiqué dans la figure 5-14.

Le déploiement sur les différents hôtes peut être géré avec les techniques de déploiement traditionnelles. Les hôtes Docker peuvent être gérés à l’aide de commandes exécutées manuellement, telles que docker run, ou de manière automatisée, comme les pipelines de livraison continue.

Application monolithique déployée comme conteneur

L’utilisation de conteneurs pour gérer les déploiements d’applications monolithiques présente des avantages. La mise à l’échelle des instances des conteneurs est beaucoup plus rapide et facile que le déploiement de machines virtuelles supplémentaires. Même en cas d’utilisation de groupes de machines virtuelles identiques pour la mise à l’échelle des machines virtuelles, leur création prend du temps. Quand une machine virtuelle est déployée en tant qu’instance de l’application, la configuration de l’application est gérée en interne par la machine virtuelle.

Le déploiement de mises à jour comme images Docker est beaucoup plus rapide et efficace du point de vue du réseau. Les images Docker démarrent généralement en quelques secondes, ce qui accélère les lancements. La suppression d’une instance Docker se fait simplement en exécutant une commande docker stop. Cette opération prend normalement moins d’une seconde.

Dans la mesure où les conteneurs sont par nature immuables, vous n’avez jamais à vous soucier des machines virtuelles endommagées, alors que les scripts de mise à jour peuvent oublier de prendre en compte une configuration ou un fichier spécifique restant sur le disque.

Vous pouvez utiliser des conteneurs Docker pour un déploiement monolithique des applications web plus simples. Cette approche améliore les pipelines d’intégration continue et de déploiement continu, et contribue à la réussite du déploiement en production. Plus question de dire « Ça fonctionne sur ma machine, pourquoi est-ce que ça ne fonctionne pas en production ? »

Une architecture basée sur des microservices présente de nombreux avantages, mais ces avantages se payent par une complexité accrue. Dans certains cas, les coûts l’emportent sur les avantages, de sorte qu’il est préférable d’utiliser une application à déploiement monolithique s’exécutant dans un petit nombre de conteneurs, voire dans un seul conteneur.

Il n’est pas toujours évident de décomposer une application monolithique en plusieurs microservices bien distincts. Les microservices doivent fonctionner indépendamment les uns des autres pour optimiser la résilience de l’application. Si vous ne pouvez pas proposer l’application par tranches de fonctionnalités indépendantes, la diviser ne fait qu’ajouter de la complexité.

Une application n’est pas pour autant nécessairement amenée à mettre à l’échelle les fonctionnalités de façon indépendante. Bon nombre d’applications, quand elles ont besoin d’une mise à l’échelle qui va au-delà d’une instance unique, peuvent le faire par le biais du processus relativement simple de clonage intégral de cette instance. Le travail supplémentaire nécessaire pour séparer l’application en services discrets offre un avantage minimal quand la mise à l’échelle d’instances complètes de l’application est simple et économique.

Au stade initial du développement d’une application, vous n’avez peut-être pas une idée précise de là où se trouvent les limites fonctionnelles naturelles. Même à un stade de développement où le produit est viable, il est possible que cette séparation naturelle ne se dégage toujours pas. Certaines de ces conditions peuvent être passagères. Vous pouvez commencer par créer une application monolithique et séparer par la suite certaines fonctionnalités en les développant et les déployant sous forme de microservices. D’autres conditions peuvent être essentielles à l’espace de problème de l’application, ce qui signifie que l’application risque de ne jamais être divisée en plusieurs microservices.

Séparer une application en divers processus distincts induit aussi des coûts. Il est plus complexe de séparer des fonctionnalités en différents processus. Les protocoles de communication deviennent plus complexes. Au lieu d’appeler des méthodes, vous devez utiliser des communications asynchrones entre les services. Quand il s’agit de déplacer une architecture de microservices, vous devez ajouter la plupart des blocs de construction implémentés dans la version de microservices de l’application eShopOnContainers : gestion du bus d’événements, résilience des messages et nouvelles tentatives, cohérence éventuelle, etc.

L’application de référence eShopOnWeb, bien plus simple, prend en charge l’utilisation de conteneurs monolithiques uniques. L’application inclut une application web qui inclut les vues MVC, les API web et les pages Razor traditionnelles. Vous pouvez éventuellement exécuter le composant d’administration Blazor de l’application, qui nécessite également l’exécution d’un projet d’API distinct.

L’application peut être lancée à partir de la racine de la solution à l’aide des commandes docker-compose build et docker-compose up. Cette commande configure un conteneur pour l’instance web en utilisant le Dockerfile situé à la racine du projet web, et exécute le conteneur sur un port spécifié. Vous pouvez télécharger la source de cette application sur GitHub et l’exécuter localement. Même cette application monolithique gagne à être déployée dans un environnement de conteneurs.

Tout d’abord, un déploiement en conteneur signifie que chaque instance de l’application s’exécute dans le même environnement. Cette approche inclut l’environnement de développement dans lequel les premiers tests et développements ont lieu. L’équipe de développement peut exécuter l’application dans un environnement à conteneurs qui correspond à l’environnement de production.

De plus, les applications conteneurisées peuvent faire l’objet d’un scale-out à moindre coût. L’environnement à conteneurs permet un meilleur partage des ressources que les environnements à machines virtuelles classiques.

Enfin, la mise en conteneur de l’application contraint à établir une séparation entre la logique métier et le serveur de stockage. À mesure que l’application monte en charge, les différents conteneurs dépendent tous d’un même support de stockage physique. Il s’agit généralement d’un serveur à haute disponibilité exécutant une base de données SQL Server.

Prise en charge de Docker

Le projet eShopOnWeb s’exécute sur .NET. Par conséquent, il peut s’exécuter dans des conteneurs Linux ou Windows. Notez que pour le déploiement de Docker, vous devez utiliser le même type d’hôte pour SQL Server. Les conteneurs Linux offrent un plus faible encombrement et sont à privilégier.

Vous pouvez utiliser Visual Studio 2017 ou ultérieur pour ajouter la prise en charge de Docker à une application existante en cliquant avec le bouton droit sur un projet dans l’Explorateur de solutions et en choisissant Ajouter>Prise en charge de Docker. Cette étape ajoute les fichiers nécessaires et modifie le projet pour permettre leur utilisation. Ces fichiers sont déjà en place dans l’exemple eShopOnWeb actuel.

Le fichier docker-compose.yml au niveau de la solution contient des informations sur les images à générer et les conteneurs à lancer. Ce fichier vous permet d’utiliser la commande docker-compose pour lancer plusieurs applications en même temps. Dans ce cas, il lance uniquement le projet Web. Vous pouvez aussi l’utiliser pour configurer des dépendances, telles qu’un conteneur de base de données distinct.

version: '3'

services:
  eshopwebmvc:
    image: eshopwebmvc
    build:
      context: .
      dockerfile: src/Web/Dockerfile
    environment:
      - ASPNETCORE_ENVIRONMENT=Development
    ports:
      - "5106:5106"

networks:
  default:
    external:
      name: nat

Le fichier docker-compose.yml référence le Dockerfile dans le projet Web. Le Dockerfile sert à spécifier le conteneur de base qui sera utilisé et la façon dont l’application sera configurée dans ce dernier. Voici le Dockerfile de Web :

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:7.0 AS build
WORKDIR /app

COPY *.sln .
COPY . .
WORKDIR /app/src/Web
RUN dotnet restore

RUN dotnet publish -c Release -o out

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:7.0 AS runtime
WORKDIR /app
COPY --from=build /app/src/Web/out ./

ENTRYPOINT ["dotnet", "Web.dll"]

Résolution des problèmes liés à Docker

Une fois exécutée, l’application en conteneur continue de s’exécuter jusqu’à ce que vous l’arrêtiez. Vous pouvez identifier les conteneurs qui s’exécutent avec la commande docker ps. Vous pouvez arrêter un conteneur en cours d’exécution à l’aide de la commande docker stop et en spécifiant son ID.

Notez que les conteneurs Docker en cours d’exécution peuvent être liés à des ports que vous pouvez tenter d’utiliser dans votre environnement de développement. Si vous essayez d’exécuter ou de déboguer une application en utilisant le même port qu’un conteneur Docker en cours d’exécution, vous obtiendrez une erreur indiquant que le serveur ne peut pas se lier à ce port. Une fois encore, l’arrêt du conteneur devrait résoudre le problème.

Si vous voulez ajouter la prise en charge de Docker à votre application à l’aide de Visual Studio, veillez à ce que Docker Desktop s’exécute pendant l’opération. L’Assistant ne fonctionnera pas correctement si Docker Desktop n’est pas en cours d’exécution lorsque vous démarrez l’Assistant. Par ailleurs, l’Assistant examine votre choix de conteneur actuel pour ajouter la prise en charge appropriée de Docker. Si vous souhaitez ajouter la prise en charge des conteneurs Windows, vous devez exécuter l’Assistant pendant que Docker Desktop s’exécute avec les conteneurs Windows configurés. Si vous souhaitez ajouter la prise en charge des conteneurs Linux, exécutez l’Assistant pendant que Docker s’exécute avec les conteneurs Linux configurés.

Autres styles architecturaux d’application web

• Web-File d’attente-Worker : les principaux composants de cette architecture sont un serveur web frontal qui traite les requêtes des clients et un Worker qui s’occupe des tâches gourmandes en ressources, des flux de travail à exécution longue ou des programmes de traitement par lots. Le serveur web frontal communique avec le Worker via une file d’attente de messages.
• Multiniveau : une architecture multiniveau divise une application en plusieurs couches logiques et niveaux physiques.
• Microservice : une architecture de microservices se compose d’un ensemble de petits services autonomes. Chaque service est autonome et doit implémenter une fonctionnalité unique dans un contexte borné.

Informations de référence sur les architectures web courantes

• The Clean Architecture
  https://blog.cleancoder.com/uncle-bob/2012/08/13/the-clean-architecture.html
• The Onion Architecture
  https://jeffreypalermo.com/blog/the-onion-architecture-part-1/
• Le modèle référentiel
  https://deviq.com/repository-pattern/
• Modèle de solution d’architecture propre
  https://github.com/ardalis/cleanarchitecture
• Architecting Microservices (livre électronique)
  https://aka.ms/MicroservicesEbook
• DDD (Domain-Driven Design)
  https://learn.microsoft.com/dotnet/architecture/microservices/microservice-ddd-cqrs-patterns/

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