En el mundo del desarrollo de software, diseñar la arquitectura adecuada para una aplicación es una tarea compleja que implica múltiples decisiones técnicas y estratégicas. La elección entre una arquitectura monolítica o basada en microservicios es una de las primeras y más cruciales. Además, es fundamental definir los límites correctos para cada servicio y diseñar las operaciones que cruzan esos límites de manera eficiente y coherente. Para abordar estos retos, se han desarrollado diversas estrategias, patrones y metodologías. Sin embargo, un enfoque innovador y metafórico que aporta claridad y profundidad al proceso de diseño es utilizar conceptos tomados de la astrofísica: la materia oscura y la energía oscura.
Estos términos, que en astronomía explican fenómenos observables en el universo pero cuya naturaleza exacta sigue siendo un misterio, se trasladan al ámbito del software como analogías para fuerzas opuestas que afectan la manera en que se estructura un sistema. La energía oscura representa fuerzas repulsivas que impulsan la fragmentación o separación de las partes del sistema, mientras que la materia oscura simboliza fuerzas atractivas que mantienen unidas o cohesionadas las distintas piezas. Comprender y balancear estas fuerzas es esencial para diseñar arquitecturas sostenibles y adaptables en entornos complejos. Para comprender mejor cómo aplicar estas metáforas, primero es necesario definir dos conceptos clave dentro de la arquitectura de sistemas: las operaciones del sistema y los subdominios. Las operaciones del sistema pueden entenderse como abstracciones de las funcionalidades que una aplicación debe ofrecer.
Por ejemplo, en una plataforma de pedidos de comida, operaciones como crear un pedido, cancelar un pedido o consultar el historial son ejemplos clásicos. Estas operaciones representan solicitudes que el sistema debe manejar, incluyendo aquellas que dependen del tiempo o que desencadenan acciones automáticas. Por otro lado, los subdominios son unidades implementables de la funcionalidad, a menudo asociadas a capacidades de negocio específicas. Un equipo de trabajo puede ser responsable de un subdominio particular, que suele estar compuesto por conjuntos de módulos o paquetes de software. Cada operación del sistema, en general, abarca uno o más subdominios, lo que implica que las interacciones entre ellos son esenciales para la funcionalidad completa.
Al hablar de arquitectura, es fundamental distinguir entre la vista lógica o de desarrollo, que se concentra en estos subdominios y sus relaciones, y la vista de implementación, que aborda cómo se empaquetan estos subdominios en módulos ejecutables o servicios desplegables. En una aplicación monolítica, suele existir un único componente ejecutable que contiene todos los subdominios. En contraste, una arquitectura de microservicios divide la aplicación en múltiples servicios o componentes, cada uno con su propio ámbito y responsabilidades, permitiendo mayor independencia. El reto reside en decidir cómo dividir o combinar estos subdominios para formar servicios. No es solo cuestión de separar para distribuir, sino de encontrar una partición que optimice tanto la cohesión interna como la comunicación externa.
Una mala partición puede resultar en servicios con dependencias complejas, dificultades para implementar operaciones transversales o incluso un aumento en la latencia y desacoplamiento. Aquí es donde la metáfora de la energía oscura y la materia oscura resulta iluminadora. La energía oscura, al ser una fuerza que acelera la expansión del universo, remite a aquellas fuerzas que impulsan a dividir el sistema en entidades más pequeñas y manejables. En este contexto, fomentar componentes simples, permitir la autonomía de los equipos de desarrollo, acelerar los ciclos de despliegue, soportar distintas tecnologías y segregar servicios según características específicas son ejemplos de estas fuerzas repulsivas. Estas impulsan la creación de microservicios independientes para mejorar la escalabilidad y resiliencia.
Sin embargo, no toda división es beneficiosa. Existen también fuerzas atractivas que invitan a mantener ciertas funcionalidades agrupadas para evitar problemas operativos y de comunicación. Estas fuerzas, análogas a la materia oscura que mantiene cohesionadas las galaxias, incluyen la necesidad de interacciones simples y eficientes entre componentes, minimizar la complejidad en las transacciones distribuidas, preferir consistencia fuerte sobre modelos eventual-consistentes en ciertos casos, y reducir el acoplamiento tanto en tiempo de ejecución como en diseño. El desafío consiste en equilibrar estas fuerzas contrapuestas: por un lado, descomponer para ganar flexibilidad y agilidad; por el otro, mantener la cohesión para preservar eficiencia y consistencia. La arquitectura monolítica, aunque satisface mucho las fuerzas atractivas al mantener todo bajo un mismo techo, suele ser insostenible con aplicaciones grandes, ya que ignora las necesidades de autonomía y escalabilidad.
En cambio, un microservicio demasiado fragmentado, sin un correcto balance, puede desembocar en una arquitectura distribuida frágil, con altos costos de comunicación y mantenimiento. Para alcanzar este equilibrio, es indispensable mapear las operaciones del sistema y su impacto sobre los subdominios, entendiendo cómo las decisiones de partición afectan a la eficiencia y viabilidad de estas operaciones. Cambiar el diseño de una operación, adaptando su flujo o sus puntos de interacción, puede reducir las fuerzas atractivas, permitiendo una mejor partición. Asimismo, redistribuir subdominios para agrupar aquellos que comparten una alta interacción puede simplificar la comunicación y optimizar el rendimiento. Este enfoque ha sido aplicado y explicado en profundidad en procesos de definición arquitectónica como Assemblage, que combina la comprensión de operaciones del sistema, subdominios y el equilibrio dinámico entre las fuerzas metaforizadas como materia oscura y energía oscura.
Este proceso guía a los arquitectos a tomar decisiones informadas basadas en criterios técnicos y de negocio, ajustando la granularidad y fronteras de los servicios según el contexto específico. Para profesionales que deseen profundizar en estas ideas, existen recursos valiosos como conferencias, artículos y talleres que exploran cómo estas metáforas pueden transformar la manera en que concebimos y entregamos software. En particular, el trabajo de expertos como Chris Richardson presenta casos reales y herramientas prácticas para llevar estos conceptos a la práctica, incluyendo estrategias para manejar datos distribuidos y patrones como Saga, CQRS o composición de APIs. Además, adherirse a estas ideas no solo mejora la salud técnica de las aplicaciones, sino que también acelera la entrega de valor al cliente, fomenta la autonomía de los equipos y facilita la evolución tecnológica continua. La capacidad de adaptar las arquitecturas frente a cambios en requisitos, escalabilidad o tecnologías emergentes es crucial para mantener la relevancia y competitividad en entornos empresariales modernos.
En conclusión, diseñar arquitecturas usando la metáfora de la materia oscura y la energía oscura implica entender las tensiones inherentes entre fuerzas que empujan a separar y fuerzas que atraen a unir. Navegar estas fuerzas con criterio permite crear sistemas que combinan lo mejor de ambos mundos: la flexibilidad y autonomía del microservicio con la eficiencia y coherencia necesaria para ofrecer operaciones complejas y confiables. Adoptar este marco conceptual puede ser una estrategia diferencial para enfrentar el creciente desafío de construir software resiliente, escalable y alineado con las necesidades del negocio actual.
