يعد إنشاء أنظمة موزعة على نطاق واسع أمرًا صعبًا ، لا سيما عندما يتعلق الأمر بضمان الأداء وقابلية التوسع والاتساق. يقدم نمطان معماريان شائعان ، وهما فصل مسؤولية استعلام الأوامر (CQRS) وتوريد الأحداث ، حلولًا لهذه التحديات من خلال فصل عمليات القراءة والكتابة والحفاظ على حالة الكيانات التجارية كسلسلة من الأحداث.
CQRS هو نمط معماري يفصل بين عمليات الأمر (الكتابة) والاستعلام (القراءة) في نماذج منفصلة. يتيح هذا الأسلوب أداءً أفضل وقابلية للتوسع والمرونة ، حيث يمكن تحسين عمليات القراءة والكتابة بشكل منفصل لتجنب الخلاف والاختناقات.
من ناحية أخرى ، يعد تحديد مصادر الأحداث نمط تصميم يحفظ حالة كيان الأعمال كمجموعة متسلسلة من الأحداث المتغيرة للحالة. بهذه الطريقة ، يمكنك اشتقاق الحالة الحالية لكائن من محفوظات الأحداث الخاصة به ، مما يساعد على توفير مسار تدقيق موثوق به ، وتمكين الاستعلامات الزمنية ، ودعم البنى القائمة على الأحداث.
غالبًا ما يتم استخدام CQRS و Event Sourcing معًا ، حيث أنهما مكملان ومتآزران. يمكن أن يؤدي الجمع بين هذه الأنماط إلى المزيد من الفوائد ، خاصة عند تطبيقها على بنية الخدمات المصغرة ، والتي سنستكشفها في الأقسام التالية.
فهم هندسة الخدمات المصغرة
إن بنية الخدمات المصغرة عبارة عن نهج لتطوير البرامج يقوم ببناء التطبيق كمجموعة من الخدمات غير المترابطة والقابلة للنشر بشكل مستقل. تم تصميم كل خدمة لأداء وظيفة محددة ، مثل التعامل مع مصادقة المستخدم أو معالجة الطلب. تتواصل الخدمات المصغرة مع بعضها البعض باستخدام واجهات برمجة التطبيقات للتعاون وتحقيق متطلبات العمل.
تتضمن بعض الخصائص الرئيسية لبنية الخدمات المصغرة ما يلي:
- خدمات صغيرة مركزة بمسؤولية واحدة
- اقتران فضفاض وتماسك قوي بين الخدمات
- النشر المستقل وتوسيع نطاق الخدمات
- الاتصالات القائمة على API بين الخدمات
- دعم استمرارية تعدد اللغات وحلول تخزين البيانات المختلفة
عند تصميمها وتنفيذها بشكل مناسب ، توفر بنية الخدمات المصغرة مزايا متعددة ، مثل دورات التطوير الأسرع ، وعزل الأعطال المحسّن ، وقابلية التوسع الأفضل. ومع ذلك ، فإن أحد التحديات التي تواجه بنية الخدمات المصغرة هو التعامل مع تناسق البيانات وتحسين الأداء ، خاصة في الأنظمة الموزعة. تساعد CQRS و Event Sourcing على تحسين الهيكل والأداء العامين للخدمات المصغرة.
لماذا يتم الجمع بين CQRS وتوريد الأحداث مع الخدمات المصغرة؟
من خلال الجمع بين CQRS و Event Sourcing مع الخدمات المصغرة ، يمكن للمطورين مواجهة العديد من التحديات الكامنة في الأنظمة الموزعة ، مثل اتساق البيانات وتحسين الأداء. يتيح هذا المزيج أيضًا مجموعة من الميزات المتقدمة ، مثل الاستعلام الزمني والتسامح مع الخطأ. فيما يلي بعض الأسباب التي تجعل الجمع بين CQRS و Event Sourcing مع الخدمات المصغرة أمرًا مفيدًا:
- أداء النظام الأمثل: يسمح فصل نماذج الأوامر والاستعلام في CQRS بالتحسين الدقيق لعمليات القراءة والكتابة. يمكنك تحسين الأداء واستخدام الموارد من خلال تطبيق استراتيجيات قياس مختلفة على جوانب الأوامر والاستعلام.
- تحسين تناسق البيانات: يساعد "تحديد مصادر الأحداث" في الحفاظ على التناسق عبر الأنظمة الموزعة من خلال التقاط تغييرات حالة كيانات الأعمال كسلسلة من الأحداث. وهذا يضمن مسار تدقيق موثوق به ويمكّن الأنظمة من إعادة بناء الحالة الحالية من تاريخ الحدث.
- إمكانات الاختبار المحسّنة: يؤدي فصل الأوامر والاستعلامات في CQRS إلى تبسيط اختبار الوحدة والتكامل للخدمات المصغرة. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر "Event Sourcing" سجلاً يستند إلى الأحداث لعمليات النظام ، مما يتيح اختبارًا موثوقًا للتفاعلات بين الخدمات.
- دعم الميزات المتقدمة: إن الجمع بين CQRS و Event Sourcing يفتح إمكانيات للميزات المتقدمة مثل الاستعلام الزمني ، والبنى القائمة على الأحداث ، والتسامح مع الأخطاء. كما أنه يجعل من السهل تنفيذ إمكانيات تدفق الأحداث والتحليلات.
- تكامل أسهل مع الأنظمة الأخرى: من خلال نمذجة حالة كيانات الأعمال كسلسلة من الأحداث ، يمكنك دعم مجموعة متنوعة من أنماط التكامل ومزامنة تغييرات الحالة عبر أنظمة متعددة بشكل أكثر فعالية.
يوفر دمج CQRS و Event Sourcing في الخدمات المصغرة مزايا عديدة من حيث الأداء والاتساق ودعم الميزات المتقدمة. ستتعمق الأقسام التالية في المفاهيم الأساسية واستراتيجيات التنفيذ العملي لتطبيق هذه الأنماط في بنية الخدمات المصغرة.
المفاهيم الأساسية في CQRS وتحديد مصادر الأحداث
يعد فهم المفاهيم الأساسية وراء CQRS (فصل مسؤولية استعلام الأوامر) وتحديد مصادر الأحداث أمرًا ضروريًا لتطبيق هذه الأنماط بشكل فعال في بنية الخدمات المصغرة. دعنا نستكشف بعض العناصر الأساسية في كلا النموذجين:
الأوامر والاستفسارات
في CQRS ، تمثل الأوامر العمليات التي تغير حالة النظام. إنها تغلف نية تغيير البيانات. على عكس عمليات CRUD التقليدية ، تركز الأوامر على منطق الأعمال وراء إجراء معين. ومع ذلك ، تمثل الاستعلامات عمليات القراءة التي تسترد البيانات من النظام. من خلال فصل هذه العمليات ، يمكنك تحسين أداء كل نوع من أنواع العمليات ، وقابلية التوسع ، وقابلية الصيانة بشكل مستقل.
الأحداث
الأحداث أساسية لتوريد الأحداث. يمثل الحدث تغييرًا مهمًا في حالة النظام ويعمل كمصدر للحقيقة لكل من عمليات القراءة والكتابة. الأحداث غير قابلة للتغيير ومتسلسلة ، وتلتقط تاريخ الكيانات التجارية. نظرًا لأن الأحداث تخزن تطور الحالة الكامل ، فإنها تتيح ميزات التدقيق والتصحيح والاستعلام الزمني.
متجر الأحداث
مخزن الأحداث هو نظام تخزين بيانات متخصص مصمم لاستمرار الأحداث بالتتابع. يتمثل دورها الأساسي في الحفاظ على تاريخ الحدث ، مما يتيح إعادة بناء حالة الكيانات التجارية عند الحاجة. تختلف آلية الثبات هذه عن أنظمة التخزين التقليدية القائمة على CRUD ، حيث يتم تحديث البيانات باستمرار وفقدان الحالات السابقة.
تجمعات
المجاميع هي كيانات تجارية تغلف وتحمي حالتها الداخلية. إنها بمثابة حدود تناسق ، مما يضمن أن العمليات التي تجري عليها تحافظ على قواعد وثوابت عمل النظام. تتكون المجاميع من كائن مجال واحد أو أكثر ، مع وجود كائن جذر واحد يعمل كنقطة دخول لجميع التفاعلات الخارجية.
التوقعات
الإسقاطات عبارة عن نماذج تم إنشاؤها من متجر الأحداث لأغراض خاصة بالاستعلام. يقومون بمعالجة تدفق الأحداث وتحويل البيانات إلى بنية تم تحسينها للقراءة وتحسين أداء الاستعلام. يمكن الاحتفاظ بالإسقاطات متزامنة مع متجر الأحداث من خلال معالجات الأحداث ، والتي تستمع إلى أحداث معينة وتقوم بتحديث نماذج القراءة ذات الصلة وفقًا لذلك.
معالجات الأحداث
معالجات الأحداث هي وظائف أو مكونات تستمع إلى الأحداث وتتفاعل معها. فهم مسؤولون عن إدارة الآثار الجانبية لعمليات تغيير الدولة. في CQRS و Event Sourcing ، تحافظ معالجات الأحداث على الاتساق بين عمليات الكتابة (الأوامر) وعمليات القراءة (الإسقاطات).
تنفيذ CQRS وتحديد مصادر الأحداث في الخدمات المصغرة
يمكن أن يؤدي تطبيق أنماط CQRS و Event Sourcing في بنية الخدمات المصغرة إلى تحسين أداء النظام وتحسين تناسق البيانات وتمكين الميزات المتقدمة مثل الاستعلام المؤقت. فيما يلي بعض الخطوات لتنفيذ CQRS وتحديد مصادر الأحداث في الخدمات المصغرة:
نموذج المجالات باستخدام المجاميع
حدد الحدود والعلاقات بين كائنات مجال نظامك وقم بتجميعها باستخدام المجاميع. ضع قواعد وثوابت اتساق واضحة لكل مجموع لضمان أن منطق الأعمال مغلف والالتزام به. يمكن أن تساعد مبادئ التصميم المستند إلى المجال (DDD) التالية في تحديد حدود السياق ونماذج التصميم للخدمات المصغرة الخاصة بك.
معالجات أوامر التصميم والأحداث
قم بإنشاء معالجات أوامر لقبول الأوامر والتحقق منها ، وتطبيق التغييرات على التجميع الهدف ، وإنشاء الأحداث المقابلة. يجب على معالجي الأحداث الاستماع إلى أحداث معينة ، والتفاعل وفقًا لذلك ، وتحديث نماذج القراءة ذات الصلة (الإسقاطات) عند الضرورة.
حدد نماذج التناسق
اختر نماذج التناسق المناسبة لخدماتك المصغرة. تتيح CQRS و Event Sourcing مستويات مختلفة من الاتساق ، من الاتساق القوي إلى الاتساق النهائي. بناءً على متطلبات التطبيق الخاص بك ، قد تحتاج إلى إجراء مفاضلات بين الاتساق والأداء والتوافر.
تنفيذ مخزن الحدث والإسقاطات
قم بتطوير مخزن الأحداث لاستمرار سجل الأحداث ، مما يسمح لك بإعادة بناء حالة التجميعات عند الحاجة. قم بإنشاء توقعات تم تحسينها للاستعلام عن هياكل بيانات معينة. تأكد من معالجة الأحداث والاحتفاظ بها متزامنة مع مخزن الأحداث باستخدام معالجات الأحداث.
التكامل مع الخدمات والأنظمة المصغرة الأخرى
تنفيذ واجهات برمجة التطبيقات وآليات الاتصال لتمكين التفاعلات بين الخدمات المصغرة ، وكذلك مع الأنظمة الخارجية. ضع في اعتبارك استخدام وسطاء الرسائل وبوابات API لإدارة عمليات الدمج هذه بكفاءة ودعم البنى القائمة على الأحداث.
التغلب على التحديات والمزالق
يمكن أن يؤدي تنفيذ CQRS وتحديد مصادر الأحداث في الخدمات المصغرة إلى تقديم بعض التحديات. يمكن أن تساعد معالجة هذه المشكلات في وقت مبكر في ضمان عملية تنفيذ سلسة:
إدارة الاتساق في نهاية المطاف
قد يكون من الصعب التعامل مع الاتساق النهائي للمطورين المعتادين على الأنظمة المتسقة بشدة ، حيث يتطلب تغييرًا في العقلية. ومع ذلك ، يوفر الاتساق النهائي العديد من مزايا الأداء وقابلية التوسع والتوافر. من الضروري معالجة هذه التحديات من خلال بناء آليات مناسبة للتعامل معها ، مثل الإجراءات التعويضية والمعالجة غير المتزامنة والمراقبة.
التعامل مع تعقيد الأنظمة الموزعة
يضيف العمل مع الأنظمة الموزعة ، مثل الخدمات المصغرة ، تعقيدًا ، خاصة عند تنسيق العمليات عبر خدمات متعددة. يمكن أن يساعد استخدام تقنيات مثل الأوامر غير الفعالة أو المعاملات الموزعة أو الملاحم في التغلب على هذه التعقيدات ، مما يضمن الاتساق عبر خدماتك.
إصدار البيانات وتطور المخطط
يتطلب تحديد مصادر الأحداث التعامل مع إصدارات مختلفة من الأحداث وتغييرات المخطط. يمكن أن يساعد تنفيذ استراتيجيات الإصدار المناسبة للأحداث والإسقاطات ، ودمجها مع أنماط مثل اللقطات أو التنبيه ، في إدارة هذه التحديات بفعالية.
تدريب وتغيير عقلية المطورين
غالبًا ما يستخدم المطورون في الأساليب القائمة على CRUD ، لذا فإن الانتقال إلى بنية مدفوعة بالأحداث باستخدام CQRS و Event Sourcing يمكن أن يكون تغييرًا كبيرًا. يمكن أن يساعد توفير التدريب والدعم الكافيين ، وتعزيز ثقافة التجريب والتعلم ، وتسهيل عملية التبني باستخدام الأدوات والأطر ، في ضمان انتقال ناجح.
يمكن أن يؤدي الجمع بين CQRS و Event Sourcing مع بنية الخدمات المصغرة إلى تحسين أداء النظام والمرونة والاتساق. يمكن لفرق التطوير بناء تطبيقات قوية وقابلة للتطوير تلبي متطلبات الأعمال الفريدة الخاصة بهم من خلال فهم المفاهيم الأساسية والتغلب على التحديات المرتبطة بها. يمكن أن يؤدي اعتماد الأنظمة الأساسية بدون رمز مثل AppMaster إلى تبسيط تنفيذ CQRS و Event Sourcing ، مما يوفر طريقة فعالة وفعالة من حيث التكلفة لتطوير التطبيقات المعقدة وإدارتها.
منصة AppMaster وتنفيذ CQRS
يعد AppMaster Platform حلاً قويًا no-code يمكّن المستخدمين من إنشاء تطبيقات الويب والجوّال والخلفية بكفاءة. من خلال تقديم بيئة تطوير متكاملة (IDE) مع مصمم BP مرئي ، يمكن للمطورين تحديد نماذج البيانات بسرعة وتنفيذ منطق الأعمال وإنشاء endpoints API ومسودة واجهات الواجهة الأمامية. تسهل الطبيعة الشاملة للمنصة مزيجًا سلسًا من استراتيجيات تطوير المؤسسة ، مثل تنفيذ CQRS و Event Sourcing ضمن بنية الخدمات المصغرة.
عند العمل مع أنماط CQRS و Event Sourcing ، فإن AppMaster Platform تساعد المطورين بعدة طرق:
- نمذجة المجال مع التجميعات: يسمح مصمم نموذج البيانات المرئية للنظام الأساسي للمطورين بنمذجة كيانات المجال والتجمعات بسهولة ، ويعمل كأساس للهندسة القائمة على الأحداث.
- معالجات الأوامر ومعالجات الأحداث: باستخدام مصمم عمليات الأعمال ، يمكنك إنشاء معالجات أوامر بشكل مرئي لمعالجة الأوامر ومعالجات الأحداث لإنتاج الأحداث ومعالجتها ، مما يؤدي إلى تبسيط تنفيذ الأنماط المستندة إلى الأحداث.
- متجر الأحداث: على الرغم من أنه لا يوفر متجر أحداث مضمنًا ، إلا أن النظام الأساسي ينشئ REST API ونقاط نهاية WSS التي تسهل تكامل تخزين الأحداث. يمكن للمطورين اختيار متجر أحداث يلبي متطلباتهم والتواصل معه عبر endpoints هذه.
- الإسقاطات: باستخدام Visual BP Designer ، يمكنك تصميم وتنفيذ إسقاطات مخصصة لبناء نماذج للقراءة من متجر الأحداث. يمكن للمكونات أو الخدمات المصغرة الأخرى الاستفادة من نماذج القراءة هذه داخل النظام.
- قابلية التوسع: نظرًا لأن تطبيقات AppMaster يتم إنشاؤها باستخدام Go (golang) ، فهي عديمة الحالة ومجمعة ويمكن أن توفر قابلية تطوير ممتازة للمؤسسات وحالات الاستخدام عالية الحمل. تعد قابلية التوسع هذه ضرورية عند تنفيذ أنماط مثل CQRS و Event Sourcing التي تعتمد على نماذج منفصلة للقراءة والكتابة لتحسين أداء النظام.
- إنشاء ونشر الكود المصدري: عندما يضغط العملاء على زر "نشر" ، تقوم المنصة بإنشاء كود المصدر للتطبيقات ، وتجميعها ، وتشغيل الاختبارات ، ونشرها كحاويات لرسو السفن. تقلل هذه العملية المبسطة الوقت المطلوب للتطوير والاختبار والنشر ، مما يمنح المطورين مزيدًا من الوقت للتركيز على تنفيذ الأنماط المعمارية ، مثل CQRS و Event Sourcing في الخدمات المصغرة.
بفضل وظائفه القوية لتطوير تطبيقات الواجهة الخلفية ، يمكّن AppMaster Platform المطورين من الاستفادة من مزايا CQRS و Event Sourcing ضمن بنية الخدمات المصغرة ، مما يؤدي إلى تحسين الأداء وقابلية التوسع والمرونة.
يمكن أن يؤدي تطبيق CQRS و Event Sourcing في بنية الخدمات المصغرة إلى تحسين الأداء العام لنظامك وقابلية التوسع بشكل كبير مع الحفاظ على اتساق البيانات ودعم الميزات المتقدمة. يتطلب تبني هذه الأنماط فهماً عميقاً لمفاهيمها الأساسية واستراتيجيات التنفيذ الفعالة. يمكن أن يؤدي استخدام حلول التطوير القوية والشاملة والمتكاملة مثل AppMaster Platform إلى تبسيط عملية التنفيذ إلى حد كبير ، وتمكين المطورين من إنشاء تطبيقات موثوقة وفعالة وفعالة من حيث التكلفة.
