Explorar como o software é criado

O desenvolvimento de software moderno mudou fundamentalmente da criação de tudo do zero para a montagem de aplicativos de componentes existentes. Entender essa abordagem baseada em componentes é essencial para implementar e gerenciar efetivamente o software em ambientes de desenvolvimento contemporâneos.

O modelo de software baseado em componente

Os aplicativos de hoje são criados combinando código original com componentes reutilizáveis. Em vez de escrever todas as funcionalidades, as equipes de desenvolvimento montam soluções de:

• Código lógico de negócios original: Código personalizado que implementa requisitos de negócios específicos, fluxos de trabalho e recursos exclusivos que diferenciam seu aplicativo.
• Bibliotecas e estruturas de software livre: Componentes reutilizáveis criados e mantidos pela comunidade, fornecendo funcionalidades comuns, como processamento de dados, autenticação, interfaces do usuário e protocolos de comunicação.
• Componentes comerciais: Bibliotecas de terceiros oferecidas por fornecedores, geralmente fornecendo funcionalidades, suporte e garantias especializados.
• Código de integração: Código do tipo "cola" que conecta componentes, adapta interfaces e orquestra interações entre diferentes partes do sistema.

Pesquisas mostram consistentemente que os aplicativos modernos consistem em aproximadamente 80% componentes existentes mantidos fora do projeto, com apenas 20% sendo o código original escrito pela equipe de desenvolvimento. Essa composição reflete uma mudança fundamental na forma como o software é criado, da criação para a montagem.

Por que o software é criado dessa forma

A abordagem baseada em componente fornece vantagens significativas:

Velocidade de desenvolvimento

Reutilizar componentes existentes acelera drasticamente o desenvolvimento:

• Soluções comprovadas: Em vez de resolver problemas que outras pessoas já resolveram, as equipes incorporam componentes testados em batalha que funcionam de forma confiável.
• Tempo de desenvolvimento reduzido: Criar uma estrutura de aplicativo Web, um driver de banco de dados ou um sistema de autenticação do zero levaria meses ou anos. O uso de componentes existentes reduz isso a dias ou horas.
• Concentre-se no valor de negócios: Os desenvolvedores se concentram na lógica de negócios exclusiva em vez de reinventar a infraestrutura comum.
• Tempo de comercialização mais rápido: Os aplicativos chegam à produção mais cedo porque as equipes não estão criando todas as camadas do zero.

Qualidade e confiabilidade

Componentes de software livre bem mantidos geralmente excedem a qualidade do código personalizado:

• Avaliação da comunidade: Projetos populares de software livre têm milhares de usuários identificando e relatando problemas, levando a um código robusto e confiável.
• Desenvolvimento de especialistas: Muitos projetos de software livre são criados e mantidos por especialistas especializados em domínios de problema específicos.
• Melhoria contínua: Os projetos ativos recebem atualizações regulares, correções de bugs e aprimoramentos de colaboradores em todo o mundo.
• Teste de produção: Os componentes usados por milhares de aplicativos foram testados em diversos ambientes e cenários.

Eficiência de custo

O uso de componentes de software livre reduz os custos de desenvolvimento e manutenção:

• Sem taxas de licenciamento: A maioria dos componentes de software livre é livre para uso, evitando custos de licenciamento por assento ou por implantação.
• Carga de manutenção compartilhada: Correções de bugs e melhorias são contribuidas pela comunidade, reduzindo os custos de manutenção da sua organização.
• Redução das necessidades de pessoal: As equipes não precisam de especialistas para cada camada de tecnologia porque podem incorporar conhecimentos existentes por meio de componentes.
• Menor custo total de propriedade: Embora os componentes comerciais tenham custos diretos, as alternativas de software livre geralmente fornecem funcionalidade semelhante sem taxas de licenciamento.

Acesso à inovação

Comunidades de software livre impulsionam a inovação tecnológica:

• Recursos de ponta: Muitas novas tecnologias e abordagens surgem primeiro em projetos de software livre.
• Efeitos do ecossistema: Estruturas populares criam ecossistemas de componentes, ferramentas e conhecimento compatíveis.
• Adoção flexível: As organizações podem experimentar novas tecnologias sem grandes compromissos financeiros.
• Conhecimento da comunidade: Documentação abrangente, tutoriais e suporte à comunidade facilitam a adoção.

Componentes de software livre versus de código-fonte fechado

Os componentes vêm em duas categorias fundamentais com base na disponibilidade do código-fonte:

Componentes de software livre

O código de software livre está disponível publicamente para qualquer pessoa inspecionar, usar, modificar e, muitas vezes, contribuir para:

• Visibilidade do código-fonte: Você pode examinar a implementação real, entender como o componente funciona e verificar as práticas de segurança.
• Participação da comunidade: Muitas pessoas podem contribuir com melhorias, corrigir bugs e adicionar recursos.
• Uso controlado por licença: As licenças de software livre especificam usos permitidos, que vão desde o uso irrestrito até os requisitos que os trabalhos derivados compartilham a mesma licença.
• Transparência: Pesquisadores de segurança, desenvolvedores e usuários podem auditar o código em busca de vulnerabilidades, backdoors ou problemas de qualidade.

Os componentes de software livre populares incluem:

• Linguagens de programação e runtimes: Python, Node.js, .NET Core, Go, Rust.
• Estruturas da Web: React, Angular, Vue.js, Express, Django, Spring Boot.
• Bancos de dados: PostgreSQL, MySQL, MongoDB, Redis, Elasticsearch.
• Ferramentas de desenvolvimento: Visual Studio Code, Git, Docker, Kubernetes.
• Bibliotecas: Lodash, Moment.js, NumPy, Pandas, TensorFlow.

Componentes de origem fechada

Componentes de origem fechada (proprietário) fornecem funcionalidade sem disponibilizar o código-fonte:

• Distribuição binária: Os componentes são fornecidos como binários compilados ou bibliotecas empacotadas sem código-fonte.
• Controle do fornecedor: A organização criadora controla atualizações, recursos e termos de licenciamento.
• Suporte comercial: Muitos componentes de origem fechada incluem suporte profissional, contratos de nível de serviço e manutenção garantida.
• Transparência limitada: Os usuários não podem inspecionar os detalhes da implementação, dificultando as avaliações de segurança e qualidade.

Os exemplos incluem muitos drivers de banco de dados comerciais, SDKs proprietários, ferramentas específicas do fornecedor e bibliotecas especializadas específicas do setor.

Como os componentes são distribuídos

Os pacotes fornecem um mecanismo formalizado para distribuir e gerenciar componentes:

Estrutura do pacote

• Código binário: Bibliotecas compiladas prontas para uso em aplicativos.
• Metadados: Informações sobre o pacote, incluindo nome, versão, autor e descrição.
• Dependências: Lista de outros pacotes necessários para que o componente funcione.
• Informações de licença: Termos legais que regem como o pacote pode ser usado.
• Documentação: Instruções de uso, referências de API e exemplos.

Ecossistemas de pacotes

Diferentes linguagens de programação estabeleceram ecossistemas de pacotes:

• npm (Gerenciador de Pacotes do Nó): Pacotes JavaScript e TypeScript, o maior registro de pacotes do mundo, com mais de 2 milhões de pacotes.
• PyPI (Índice de Pacotes do Python): Pacotes python, fornecendo bibliotecas para ciência de dados, desenvolvimento da Web, automação e muito mais.
• NuGet: pacotes .NET para aplicativos C#, F#e Visual Basic.
• Maven Central: Pacotes Java para desenvolvimento corporativo e Android.
• RubyGems: Pacotes Ruby para aplicativos Web e automação.
• Crates.io: Pacotes de Rust para programação de sistemas.

Ferramentas de gerenciamento de pacotes

Os gerenciadores de pacotes automatizam o download, a instalação e a atualização das dependências:

• Resolução de dependência: Determine e instale automaticamente as dependências necessárias.
• Gerenciamento de versão: Acompanhe quais versões de pacotes seu aplicativo usa.
• Atualizar notificações: Informe os desenvolvedores quando versões mais recentes estiverem disponíveis.
• Verificação de vulnerabilidades: Alguns gerenciadores de pacotes integram a verificação de segurança para identificar vulnerabilidades conhecidas.

As implicações do desenvolvimento baseado em componentes

Embora a abordagem baseada em componentes forneça enormes benefícios, ela também apresenta desafios:

Complexidade do gerenciamento de dependências

• Árvores de dependência: Seu aplicativo pode depender diretamente de 20 pacotes, mas esses pacotes dependem de outros, criando árvores de centenas ou milhares de dependências.
• Conflitos de versão: Componentes diferentes podem exigir versões incompatíveis de dependências compartilhadas.
• Atualizar cascatas: Atualizar um componente pode exigir a atualização de muitos outros.

Considerações de segurança

• Vulnerabilidades herdadas: Vulnerabilidades de segurança em qualquer dependência afetam seu aplicativo.
• Ataques na cadeia de suprimentos: Atores mal-intencionados podem comprometer pacotes populares para atacar aplicativos que dependem deles.
• Dependências não mantidas: Os componentes que não são mais mantidos não receberão atualizações de segurança.

Conformidade da licença

• Obrigações de licença: Cada licença de software livre tem requisitos: algumas permitem o uso comercial irrestrito, outras exigem o compartilhamento do código-fonte.
• Proliferação de licenças: Um aplicativo pode incorporar centenas de pacotes com dezenas de licenças diferentes.
• Carga de conformidade: As organizações devem acompanhar as obrigações de licença e garantir a conformidade.

Dependências operacionais

• Hospedagem externa: Muitos aplicativos dependem de pacotes hospedados em registros públicos que podem sofrer interrupções.
• Disponibilidade do Registro: Se um registro público ficar indisponível, as compilações e implantações poderão falhar.
• Remoção de pacote: Às vezes, os autores podem remover pacotes de registros públicos, quebrando aplicativos que dependem deles.

Entender como o software moderno é criado com componentes fornece contexto essencial para as preocupações de segurança, legais e operacionais que as organizações devem abordar ao implementar software de software de software livre. As unidades restantes neste módulo exploram essas preocupações e estratégias para gerenciá-las efetivamente.