الگوهای معماری: راهنمای شروع

Summarize this content to 400 words in Persian Lang
زمانی که توسعه نرم افزار را شروع کردیم، عمدتاً بر یادگیری زبان های برنامه نویسی، چارچوب ها و ابزارها تمرکز داشتیم. با این حال، زمانی فرا می رسد که با تصمیمات بزرگتری روبرو می شویم: چگونه درخواست خود را سازماندهی کنیم؟ چگونه اطمینان حاصل کنیم که می تواند بدون مشکل رشد کند؟ اینجاست که الگوهای معماری وارد عمل می شوند.

الگوهای معماری راه حل های اثبات شده ای برای مشکلات رایج در طراحی نرم افزار هستند. اگر تا به حال از برنامه هایی مانند نتفلیکس، واتس اپ یا حتی یک وبلاگ ساده در وردپرس استفاده کرده اید، بدون اینکه بدانید با الگوهای معماری مختلف تعامل داشته اید. هر یک از این سرویس ها از الگوهای خاصی استفاده می کنند که به آنها اجازه می دهد بر اساس نیازهای خاص شما به طور موثر عمل کنند.

زیبایی الگوهای معماری این است که آنها قوانین سختگیرانه نیستند، بلکه راهنمایی هایی هستند که به ما در تصمیم گیری آگاهانه کمک می کنند. هنگامی که ما نرم افزار طراحی می کنیم، این الگوها زبان مشترک و ساختار پایه ای را در اختیار ما قرار می دهند تا برنامه های خود را بر اساس آن بسازیم.

الگوی یکپارچه شاید شهودی‌ترین و همانی باشد که اکثر ما با آن شروع می‌کنیم. یک برنامه را به عنوان یک بلوک بزرگ تصور کنید که در آن همه عملکردها یکپارچه شده اند. مانند این است که کل خانه خود را در یک فضای واحد قرار دهید: اتاق خواب، آشپزخانه و اتاق نشیمن در یک اتاق. ممکن است برای فضاهای کوچک کاملاً کار کند، اما همانطور که رشد می کنید، ممکن است به چیدمان متفاوتی نیاز داشته باشید.

از سوی دیگر، میکروسرویس ها مانند داشتن یک مجتمع آپارتمانی هستند که هر واحد مستقل اما بخشی از یک ساختمان است. به عنوان مثال، نتفلیکس از این الگو برای مدیریت سرویس های مختلف خود استفاده می کند: یکی برای توصیه ها، دیگری برای استریم، دیگری برای مدیریت کاربر. هر سرویس می تواند به طور مستقل تکامل یافته و مقیاس شود.

الگوی مشتری-سرور چیزی است که ما هر روز بدون اینکه متوجه باشیم از آن استفاده می کنیم. هر بار که WhatsApp را روی تلفن خود باز می کنید (کلینت) و پیامی ارسال می کنید، از طریق سرورهایی که اطلاعات را پردازش و تحویل می دهند، عبور می کند. این یک الگوی اساسی است که اساس بسیاری از ارتباطات اینترنتی را تشکیل می دهد.

یکی از با ارزش ترین درس هایی که آموخته ام این است که معماری یک اپلیکیشن ثابت نیست. به عنوان مثال، توییتر به عنوان یک مونولیت شروع به کار کرد و با رشد کاربرانش به میکروسرویس ها تبدیل شد. هیچ اشکالی ندارد که با یک معماری ساده شروع کنید و اجازه دهید مطابق با نیازهای پروژه شما تکامل یابد.

معماری لایه ای الگوی دیگری است که شایسته توجه ویژه است. به جای اینکه اپلیکیشن خود را به سرویس های مستقل تقسیم کنید، آن را در لایه هایی با مسئولیت های خاص سازماندهی می کنید. لایه ارائه رابط کاربری را مدیریت می کند، لایه منطق تجاری قوانین و محاسبات را پردازش می کند و لایه داده ذخیره سازی را مدیریت می کند. این مانند یک کیک عروسی است که در آن هر طبقه هدف خود را دارد اما همه آنها با هم کار می کنند تا چیزی منسجم ایجاد کنند.

انتخاب الگوی مناسب به عوامل متعددی بستگی دارد. آیا برنامه ای می سازید که نیاز به مدیریت میلیون ها کاربر همزمان داشته باشد؟ میکروسرویس ها می توانند بهترین گزینه شما باشند. یک وبلاگ شخصی یا یک برنامه تجاری کوچک؟ یک پارچه یکپارچه با طراحی خوب می تواند بیش از اندازه کافی باشد.

نکته مهم این است که درک کنیم که هیچ الگوی “کامل” وجود ندارد. هر کدوم جبرانی داره میکروسرویس‌ها مقیاس‌پذیری عالی را ارائه می‌کنند اما در ارتباطات بین سرویس‌ها پیچیدگی می‌افزایند. تک‌ساخت‌ها در ابتدا آسان‌تر هستند، اما اگر بیش از حد بزرگ شوند، نگهداری آن‌ها دشوار می‌شود.

سفر برای درک الگوهای معماری پیوسته است. کتاب‌هایی مانند «معماری پاک» نوشته رابرت سی مارتین یا «الگوهای معماری کاربردی سازمانی» نوشته مارتین فاولر منابع عالی برای کاوش عمیق‌تر در موضوع هستند. من همچنین توصیه می کنم مطالعات موردی را از شرکت های واقعی بررسی کنید: بسیاری از شرکت های فناوری تجربیات و تصمیمات معماری خود را در وبلاگ های فنی خود به اشتراک می گذارند.

اگر تازه شروع کرده اید، توصیه من این است که با پروژه های کوچک شروع کنید و آزمایش کنید. یک مونولیت ساده بسازید، سپس سعی کنید آن را به خدمات تقسیم کنید. با آزمایش الگوهای مختلف آنها را در عمل بیاموزید. تجربه عملی در این زمینه بسیار ارزشمند است.

بیایید به برخی از مرتبط ترین الگوهای امروزی بپردازیم:

معماری رویداد محور

این الگو بر تولید، تشخیص و واکنش به رویدادها تمرکز دارد. یک سیستم تجارت الکترونیک را تصور کنید: هنگامی که یک کاربر یک خرید (رویداد) انجام می دهد، چندین اقدام را آغاز می کند: به روز رسانی موجودی، اطلاع رسانی مشتری، تولید فاکتور و غیره.

بهترین کاربرد در:

سیستم های زمان واقعی
برنامه های کاربردی اینترنت اشیا
پلتفرم های معاملاتی
سیستم های مانیتورینگ

اجزای کلیدی:

تولیدکنندگان رویداد
کانال های رویداد
مصرف کنندگان رویداد
کارگزار رویداد (مانند کافکا یا RabbitMQ)

Arquitectura Hexagonal (پورت ها و آداپتورها)

این معماری همچنین به عنوان “پورت ها و آداپتورها” شناخته می شود، این معماری به دنبال ایجاد برنامه هایی است که به طور یکسان در دسترس کاربران، برنامه ها، تست های خودکار یا اسکریپت های دسته ای هستند و می توانند به صورت مجزا توسعه داده و آزمایش شوند.

ایده آل برای:

برنامه های تجاری پیچیده
سیستم هایی که به قابلیت نگهداری بالا نیاز دارند
برنامه های کاربردی با چندین رابط کاربری
سیستم هایی که باید نسبت به فناوری ورودی/خروجی آگنوستیک باشند

عناصر اصلی:

هسته برنامه (منطق کسب و کار)
پورت ها (رابط)
آداپتورها (پیاده سازی های خاص)

Arquitectura CQRS (تفکیک مسئولیت پرس و جوی فرمان)

عملیات خواندن و نوشتن را به مدل های مختلف جدا می کند. این به ویژه در سیستم هایی با عدم تعادل قابل توجه بین عملیات خواندن و نوشتن مفید است.

عالی برای:

برنامه های کاربردی با کارایی بالا
سیستم هایی با قوانین تجاری پیچیده
برنامه های کاربردی با نیازهای مقیاس بندی مختلف برای خواندن و نوشتن

اجزاء:

مدل فرمان (متن مقدس)
مدل پرس و جو (خواندن)
فروشگاه رویداد
همگام سازی بین مدل ها

معماری بدون سرور

این واقعاً به معنای “بدون سرور” نیست، بلکه ارائه دهنده ابر زیرساخت را مدیریت می کند. توابع در پاسخ به رویدادها اجرا می شوند.

ایده آل برای:

استارت‌آپ‌هایی که به دنبال زمان سریع برای بازاریابی هستند
برنامه های کاربردی با بار متغیر
پردازش دسته ای داده ها
APIهایی با ترافیک پیوسته کم اما گاه به گاه افزایش می یابد

ویژگی ها:

به عنوان یک واحد استقرار عمل می کند
مقیاس خودکار
پرداخت به ازای استفاده
بدون مدیریت زیرساخت

معماری مبتنی بر فضا

طراحی شده برای جلوگیری از مشکلات همزمانی و محدودیت های پایگاه داده. داده ها در حافظه توزیع شده نگهداری می شوند.

ایده آل برای:

برنامه های تحت وب با همزمانی بالا
سیستم های بازی آنلاین
پلتفرم های حراج بلادرنگ
سیستم های رزرواسیون

اجزاء:

واحدهای پردازش
مجازی سازی حافظه
روتر پیام
مدیر استقرار