دوره آموزش معماری نرم افزار

1. تست نرم‌افزار: نگاهی اجمالی

در اینجا، با مفهوم تست نرم‌افزار آشنا می‌شویم و به بررسی انواع مختلف تست‌های نرم‌افزاری می‌پردازیم:

• آشنایی با انواع تست‌ها:
• تست (Integration Testing)
• تست (Unit Testing)
• تست (End-to-End Testing)

2. Development Driven Test (TDD): ساختاری نوین برای تضمین کیفیت

در این قسمت، با مفهوم تست محور توسعه (TDD) آشنا می‌شویم و به مفاهیم و اصول آن پرداخته و چگونگی اجرای آن را در طراحی نرم‌افزار بررسی می‌کنیم.

3. طراحی برای تست‌پذیری: گام‌هایی که ما را به کیفیت نزدیک می‌کند

در این بخش، چگونگی طراحی و پیاده‌سازی نرم‌افزار به‌گونه‌ای که تست‌پذیر باشد، مورد بحث قرار می‌گیرد. اینجاست که یک نرم‌افزار قابل اطمینان و کارآمد را طراحی می‌کنیم.

4. مهارت‌های ضروری تست‌نویسی: اصول و تکنیک‌های Mocking

در این مرحله، با اصول نوشتن تست و تکنیک‌های Mocking آشنا می‌شویم که اساسی‌ترین ابزارها برای اجرای تست‌ها به‌صورت موثر و کارآمد می‌باشند.

5. پروژه عملی و تجربی: اجرای اصول و تست‌ها در عمل

اینجاست که اصول یادگرفته شده را در یک مثال عملی و پروژه واقعی اجرا کرده و تجربه جذابی از تست نرم‌افزار در دنیای واقعی کسب می‌کنیم.

1. مفهوم و رویکرد Domain-Driven در طراحی نرم‌افزار

در اینجا با اصول و مفاهیم مهم مرتبط با رویکرد Domain-Driven در طراحی نرم‌افزار آشنا می‌شویم، که به ما کمک می‌کند تا طراحی نرم‌افزار را به یک سطح جدید از کیفیت و کارایی برسانیم.

2. کشف و شناسایی مسائل با محوریت توسعه مبتنی بر رفتار (BDD)

در این بخش، به بررسی تکنیک‌های BDD و کشف مسائل محور رفتاری در توسعه نرم‌افزار می‌پردازیم، که این مسائل به تعیین راهکارها و طراحی نرم‌افزار کمک می‌کنند.

3. Event Storming و استراتژی طراحی

مفاهیم و اهمیت Event Storming و استراتژی‌های طراحی را بررسی می‌کنیم که به طراحی مبتنی بر رویداد و مدل‌سازی دامنه کمک می‌کنند.

4. Ubiquitous Language، Domain Model، و مفاهیم Domain

در اینجا با مفهوم Ubiquitous Language، Domain Model و سایر مفاهیم اساسی Domain آشنا می‌شویم که اساس تعریف و طراحی مدل‌های دامنه می‌باشند.

5. بررسی انواع SubDomain ها

آموزش انواع SubDomain از جمله Core domain، Generic domain، و Supporting domain را بررسی می‌کنیم.

6. Bounded Context و مدیریت مرزها

در این بخش، با مفهوم Bounded Context و چگونگی مدیریت و مدل‌سازی مرزها بین Context های مختلف آشنا می‌شویم.

7. ارتباطات و پیاده‌سازی میان Bounded Context

بررسی ارتباطات و روش‌های پیاده‌سازی Access Control List (ACL) جهت ارتباط بین Bounded Context ها.

8. بررسی سند Context Map

در اینجا با مفهوم Context Map و اهمیت تدوین مستند معماری آشنا می‌شویم.

9. مفاهیم Aggregate، Aggregate Root ، Value Object، و Entity

بررسی مفاهیم Aggregate، Aggregate Root ، Value Object، و Entity در طراحی مدل‌های دامنه.

10. آشنایی با انواع Service ها و Repository در Domain

معرفی و بررسی مفاهیم Service ها (مانند Application Service) و Repository در محدوده دامنه.

11. آشنایی با Domain Event ها

مفهوم و نقش Domain Event ها در مدل‌سازی دامنه و اثرگذاری آنها بر طراحی نرم‌افزار.

1. آشنایی با معماری‌های Domain Centric

ارائه مفاهیم و اهمیت معماری‌های متمرکز بر دامنه، همچون معماری پیاز.

2. پیاده‌سازی معماری پیاز (Architecture Onion) و نحوه لایه‌بندی

آموزش و توضیحات جامع بر روی پیاده‌سازی معماری پیاز و نحوه‌ی لایه‌بندی در آن.

3. آشنایی با معماری Clean

بررسی اصول و مفاهیم Domain Centric Architecture و چگونگی اجرای آن در طراحی نرم‌افزار.

4. بررسی لایه‌ Domain

• مفهوم Business logic و روش جداسازی آن از زیرساخت نرم‌افزار (persistence Ignorance)
• بررسی الگوهای متداول در این لایه، از جمله (Factory Method , Builder , State)

5. بررسی لایه Application

• مرور وظایف لایه‌ی Application و نقش اصلی این لایه در ساختار نرم‌افزار
• آشنایی با اصول و مفاهیم مهم مرتبط با لجیک (Logic) در لایه‌ی Application و نحوه‌ی پیاده‌سازی آن.
• مرور الگوهای پرکاربرد در لایه‌ی Application از جمله Facade، Event Aggregator، و Service و نحوه‌ی استفاده از آنها.
• بررسی الگوی Mediator و نقش آن در سازماندهی ارتباطات بین اجزای سیستم در لایه‌ی Application.
• معرفی الگوی Adapter و نحوه‌ی استفاده از آن در تبدیل رابط‌های مختلف در لایه‌ی Application.
• مفهوم و نحوه‌ی استفاده از الگوی Command در طراحی نرم‌افزار و اثربخشی آن در لایه‌ی Application.

6. بررسی لایه Persistence

• مرور و بررسی لایه‌ی Persistence که مرتبط با دسترسی و ذخیره‌سازی داده‌ها در سیستم است.
• آموزش نحوه‌ی پیاده‌سازی الگوی Repository و Unit of Work برای مدیریت داده‌ها در لایه‌ی Persistence.
• آموزش نحوه‌ی نگاشت (Mapping) Entity‌ها و Value Object‌ها در EntityFramework.
• آشنایی با روش‌های مدیریت همزمانی در دسترسی به داده‌ها و اطمینان از سالم بودن عملیات همزمان.

7. بررسی لایه Presentation

• معرفی و بررسی لایه Presentation که وظیفه نمایش و ارتباط با کاربر را دارد.
• آشنایی با مفهوم Task-Based UI و نحوه‌ی پیاده‌سازی آن در طراحی رابط کاربری.

1. آشنایی با رویکرد AOP و پیاده‌سازی آن

آشنایی با رویکرد برنامه‌نویسی مبتنی بر جلوه‌ها (AOP) و نحوه‌ی پیاده‌سازی آن در ساختار نرم‌افزاری.

2. پیاده‌سازی Logging

روش‌ها و نحوه‌ی پیاده‌سازی سیستم ثبت و ذخیره‌سازی لاگ‌ها (logging) به منظور نظارت و رصد عملکرد نرم‌افزار.

3. پیاده‌سازی Authentication و Authorization

نحوه‌ی پیاده‌سازی و مدیریت فرآیند احراز هویت و کنترل دسترسی‌ها در نرم‌افزار.

4. Security (امنیت)

بررسی و معرفی مفهوم امنیت در سیستم‌های نرم‌افزاری و اعمال تکنیک‌های امنیتی.

5. آشنایی با مفهوم Claim-Based Identity

معرفی و آشنایی با مفهوم هویت مبتنی بر ادعا (Claim-Based Identity) و نحوه‌ی استفاده از آن در سیستم‌ها.

6. پیاده‌سازی مکانیزم احراز هویت

نحوه‌ی پیاده‌سازی سیستم احراز هویت جهت تضمین امنیت و اعتبار سیستم.

7. پیاده‌سازی مکانیزم ثبت رویداد‌ها (Event Log)

روش‌ها و نحوه‌ی ثبت و نگهداری رویدادهای مختلف در سیستم به منظور رصد و اطلاعات‌دهی.

8. پیاده‌سازی مکانیزم ثبت Exception Log و معرفی کتابخانه‌های مرتبط

نحوه‌ی پیاده‌سازی سیستم ثبت و مدیریت خطاها (Exception Log) و معرفی کتابخانه‌های مورد استفاده.

1. آشنایی با معماری یکپارچه (Monolith)

در ابتدا، به مفهوم و ویژگی‌های معماری یکپارچه (Monolith) پرداخته و مزیت‌ها و مشکلات مرتبط با آن را مورد بررسی قرار داده‌ایم.

2. بررسی مزیت‌ها و معایب استفاده از معماری یکپارچه (Monolith)

سپس به تفصیل مزیت‌ها و معایب مرتبط با استفاده از معماری یکپارچه (Monolith) پرداخته‌ایم.

3. آشنایی با معماری میکروسرویس

در ادامه، به مفهوم و ساختار معماری میکروسرویس پرداخته و ویژگی‌های آن را معرفی کرده‌ایم.

4. تفاوت میان میکروسرویس و معماری یکپارچه

در این بخش، به تفاوت‌های مهم میان معماری میکروسرویس و معماری یکپارچه (Monolith) پرداخته و عوامل تصمیم‌گیری برای انتخاب بین این دو را بررسی کرده‌ایم.

5. چرا باید از میکروسرویس‌ها استفاده کنیم؟

در این بخش، به دلایل استفاده از معماری میکروسرویس در برنامه‌های مختلف پرداخته و مزایا و فواید مرتبط با این معماری را مورد بررسی قرار داده‌ایم.

6. بررسی مزیت‌ها و معایب استفاده از میکروسرویس

سرانجام، به تفصیل به مزیت‌ها و معایب مرتبط با استفاده از معماری میکروسرویس پرداخته و اهمیت توجه به این جنبه‌ها در طراحی و پیاده‌سازی سیستم‌های نرم‌افزاری را بررسی کرده‌ایم.

آگاهی از تأثیرگذاری میکروسرویس ها در طراحی، اجرا و عملکرد برنامه بسیار حیاتی است. اما مهارت در طراحی و ساخت این میکروسرویس ها نیز ضروری است. برای تدوین میکروسرویس ها، می‌توانید از رویکردهای مختلفی بهره ببرید. یکی از این رویکردها، طراحی مبتنی بر Domain Driven Design (DDD) است.

DDD به عنوان یک رویکرد توسعه نرم‌افزار، بر ایجاد مدل دامنه (Domain Model) تأکید می‌کند. این مدل باید نمایانگر درستی از فرایندها و قوانین دامنه مربوطه باشد. DDD در واقع اصول و قوانین طراحی مخصوص خود را برای توسعه برنامه‌هایی با دامنه‌های پیچیده فراهم می‌کند.

مهمترین مسائل مرتبط با DDD شامل:

• آشنایی با رویکرد DDD: برای شروع، شما باید با اصول و مفاهیم اساسی DDD آشنا شوید. این شامل مفاهیمی مانند Aggregate، Entity، Value Object، Repository و Domain Service می‌شود.
• یادگیری الگوهای استراتژیک در DDD: DDD الگوهای استراتژیکی برای مدیریت مدل دامنه و میکروسرویس‌ها مانند Bounded Contexts و Context Mapping را ارائه می‌دهد. باید این الگوها را به عنوان جزء اصلی انتخابات طراحی خود در نظر بگیرید.
• استفاده از Bounded Context ها برای مشخص کردن مرزبندی میکروسرویس ها: Bounded Contexts، مرزهای مدیریتی و مفهومی میان میکروسرویس‌ها را تعریف می‌کنند. با تعیین مرزبندی صحیح میکروسرویس‌ها، اطمینان حاصل کنید که هر میکروسرویس مسئولیت‌های دقیق خود را دارد.
• مهاجرت از معماری یکپارچه به میکروسرویس: اگر قبلاً از معماری یکپارچه استفاده می‌کردید، باید راهکارها و مهارت‌های مورد نیاز برای مهاجرت به معماری میکروسرویس را مورد بررسی قرار دهید.
• نحوه Refactoring Databases: تغییرات در میکروسرویس‌ها ممکن است تغییرات در دیتابیس‌ها را نیز نیازمند کند. برای مدیریت این تغییرات، نیاز به راهکارهای Refactoring مناسب دیتابیس دارید.
• استراتژی ها مربوط به Transactional Boundaries: تصمیم‌گیری در مورد چگونگی مدیریت مرزهای تراکنشی بین میکروسرویس‌ها مهم است. این شامل استفاده از تراکنش‌های دو‌طرفه یا تراکنش‌های کاملاً مستقل بین میکروسرویس‌ها می‌شود.
• استراتژی مباحث مربوط به طراحی Reporting Database: برای ایجاد پایگاه‌داده‌های گزارش‌دهی مؤثر و کارآمد در محیط میکروسرویس، باید استراتژی‌ها و اصول خاص خود را در نظر بگیرید.

در نهایت، توجه به این نکته حائز اهمیت است که هر میکروسرویس باید بر اساس نیازها و مسئولیت‌های خود به طور مستقل طراحی و پیاده‌سازی شود. این تمرکز بر دامنه و مدل دامنه، به شما کمک می‌کند تا میکروسرویس‌هایی کارآمد و تطابقی با نیازهای کسب‌وکار خود داشته باشید.

زمان آن رسیده است که به یکی از مهم‌ترین الگوهای معماری میکروسرویس، یعنی ارتباط داخلی بین میکروسرویس‌ها، توجه کنیم.

در برنامه‌های یکپارچه، ایجاد ارتباط میان جداول دیتابیس نیازمند دقت در طراحی و نگاشت با مدل‌های آبجکت بود. اما در میکروسرویس‌ها، برنامه به چندین سرویس جداگانه تقسیم می‌شود و این باعث می‌شود که هر سرویس به صورت مجزا مدیریت شود و ارتباط‌های بین آنها مهم شود.

بسیاری از معمارهای کامپیوتر ارتباط داخلی میان میکروسرویس‌ها را به دو دسته (synchronous) و (asynchronous) تقسیم کرده‌اند. در این فصل به تفصیل به مطالب مرتبط با این دسته‌بندی‌ها می‌پردازیم.

مبانی بنیادی ارتباط بین میکروسرویس‌ها

1. الگوی (Synchronous Blocking)

• بررسی مزایای ارتباط به صورت Synchronous Blocking
• بررسی معایب این نوع ارتباط Synchronous Blocking
• بررسی اینکه چه زمانی باید از این روش استفاده کرد

2. الگوی (Asynchronous Nonblocking)

• بررسی مزایای ارتباط به صورت Asynchronous Nonblocking
• بررسی معایب این نوع ارتباط
• بررسی اینکه چه زمانی باید از این روش استفاده کرد

3. الگوی ارتباط از طریق (Communication Through Common Data)

• بررسی مزایای ارتباط بصورت Communication Through Common Data
• بررسی معایب این نوع ارتباط
• بررسی اینکه چه زمانی باید از این روش استفاده کرد

4. الگوی درخواست و پاسخ (Request-Response)

• پیاده‌سازی بصورت الگو بصورت Synchronous و Asynchronous
• بررسی اینکه چه زمانی باید از این روش استفاده کرد

5. الگوی ارتباط مبتنی بر رویداد (Event-Driven Communication)

• تشریح مفهوم رویداد (Event)
• پیاده‌سازی معماری مبتنی بر رویداد با استفاده از Message Broker
• بررسی اینکه چه زمانی باید از این روش استفاده کرد

6. بررسی الگوهای Stability در میکروسرویس‌ها

• (Time-outs)
• (Retries)
• (Bulkheads)
• (Circuit Breakers)
• (Redundancy)
• (Idempotency)

7. مقایسه Synchronous Communication و Asynchronous Communication

8. آشنایی با الگوی API (Api Gateway)

• پیاده‌سازی الگوی Api Gateway

9. آشنایی با الگوی (Service Discovery)

• پیاده‌سازی الگوی Service Discovery

10. بررسی و پیاده‌سازی مفهوم (Idempotency)

داده‌ها اساسی‌ترین نیاز هر نرم‌افزاری هستند و مدیریت کارآمد و مؤثر داده‌ها می‌تواند تعیین‌کننده‌ی موفقیت یا شکست یک تجارت باشد.

برای برنامه‌های تازه ساخته شده، ضروری است که داده‌ها به موقع و به درستی در اختیار کاربران قرار گیرند. در حالی که سیستم‌های یکپارچه برای مدیریت داده‌های پیچیده شناخته شده‌اند، معماری میکروسرویس به یک دیدگاه جدید از مدیریت داده‌ها منجر می‌شود.

در این فصل، الگوهای مدیریت داده زیر را برای این نوع معماری بررسی می‌کنیم.

1. تئوری CAP چیست؟

• تأثیر انتخاب موثری در Consistency در یک سیستم توزیع‌شده چیست؟
• تأثیر انتخاب موثری در Availability در یک سیستم توزیع‌شده چیست؟
• تأثیر انتخاب موثری در Partition Tolerance در یک سیستم توزیع‌شده چیست؟
• چه زمانی باید انتخاب کنیم که سیستم ما به عنوان یک سیستم AP (Available and Partition-Tolerant) عمل کند؟
• چه زمانی باید انتخاب کنیم که سیستم ما به عنوان یک سیستم CP (Consistent and Partition-Tolerant) عمل کند؟

2. الگوی Database Per Service

3. الگوی Shared Database

4. الگوهای پیاده‌سازی Consistency در سیستم‌های توزیع‌شده

• آشنایی با مفهوم Strong Consistency
• آشنایی با مفهوم Eventual Consistency
• بررسی روش‌های پیاده‌سازی Eventual Consistency
• آشنایی با الگوی SAGA برای پیاده‌سازی تراکنش‌های بین میکروسرویس‌ها
• پیاده‌سازی الگوی SAGA
• پیاده‌سازی Compensating Transactions
• آشنایی با الگوی Transactional Outbox
• پیاده‌سازی الگوی Transactional Outbox

5. بررسی روش‌های Query گرفتن در میکروسرویس‌ها

• آشنایی با الگوی Api Composition
• مزایا و معایب استفاده از Api Composition
• بررسی الگوی CQRS
• مزایا و معایب استفاده از CQRS
• نحوه پیاده‌سازی CQRS

6. آشنایی با Event Sourcing

7. نحوه پیاده‌سازی Event Sourcing و طراحی مدل سازگار با این الگو

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های مواجهه با میکروسرویس‌ها، logging & monitoring هر میکروسرویس است. این مسئله ناشی از ساختار توزیعی توسعه میکروسرویس‌ها در ابعاد اینترنت است.

ردیابی تراکنش‌های از ابتدا تا انتها از طریق ایجاد ارتباط بین لاگ‌هایی که توسط میکروسرویس‌های مختلف صادر می‌شوند، چالشی دشوار است.

در این بخش به توجه به اهمیت logging & monitoring در میکروسرویس‌ها می‌پردازیم و برخی از تکنولوژی‌ها و راه‌حل‌های موجود برای لاگ‌کردن و مانیتورینگ در میکروسرویس‌ها را بررسی می‌کنیم.

• 1. آشنایی با مفاهیم لاگ‌کردن رویدادها در میکروسرویس‌ها

• 2. پیاده‌سازی سیستم لاگ‌کردن

• 3. آشنایی با مانیتورینگ در میکروسرویس‌ها

• 4. بررسی الگوی (Correlation IDs)

یکی از مزایای بسیار مهمی که معماری میکروسرویس ارائه می‌دهد، توانایی انجام سریع فرآیندهای آزادسازی (Release) است؛ اما بدون دسترسی به ابزارهای مناسب برای CI/CD، دستیابی به این سرعت در فرآیندهای آزادسازی مشکل می‌شود.

هدف اصلی CI که مخفف Continuous Integration است، ایجاد یک روش خودکار و مؤثر برای اعمال تغییرات، ساخت و تست برنامه‌هاست. CD که مخفف Continuous Delivery است، پس از CI اتفاق می‌افتد و باعث انتشار خودکار تغییرات اعمال شده به زیرساختارهای انتخاب شده می‌شود.

از جمله تکنولوژی‌هایی که برای ساخت میکروسرویس‌ها استفاده می‌شود، پلتفرم Docker است.

Docker پلتفرمی باز برای توسعه، انتقال و راه‌اندازی برنامه‌هاست و این امکان را برای شما فراهم می‌کند که برنامه‌های خود را از زیرساختار جدا کرده و نرم‌افزار را سریعتر انتقال و تحویل دهید. با استفاده از Docker می‌توانید تاخیر میان مرحله کدنویسی و راه‌اندازی محصول را کاهش دهید.

بخش یازدهم : نصب و راه‌اندازی میکروسرویس‌ها

• 1. آشنایی با مفهوم CI/CD (Continuous Integration/Continuous Delivery)

• 2. آشنایی با مفهوم کانتینرها

• 3. Docker چیست؟

• 4. راه‌اندازی سرویس‌ها با استفاده از Docker