Реализация чистой архитектуры в приложениях Node.js

Что такое "чистая архитектура"?

Чистая архитектура - это концепция проектирования программного обеспечения, созданная автором Robert C. Martin, также известным как Uncle Bob. В ней особое внимание уделяется разделению проблем, четкой организации и соблюдению принципов SOLID (Single Responsibility, Open-Closed, Liskov Substitution, Interface Segregation, Dependency Inversion).

Чистая архитектура направлена на создание приложений, более удобных в обслуживании, масштабируемых и менее зависимых от конкретных библиотек и фреймворков. Она предполагает организацию кода в виде отдельных слоев, каждый из которых имеет свой набор обязанностей и зависимостей. Таким образом, каждый компонент имеет единое назначение, легко тестируется и модифицируется, а также может быть легко заменен без разрушения приложения. В контексте приложений Node.js "чистая архитектура" помогает разработчикам создавать приложения, которые могут развиваться в зависимости от изменяющихся требований, новых библиотек или более сложной бизнес-логики.

Преимущества чистой архитектуры в приложениях Node.js

Применение принципов Clean Architecture в приложениях Node.js дает несколько преимуществ:

1. Удобство обслуживания: Благодаря разделению проблем и обеспечению единой ответственности каждого компонента кодовая база становится более организованной и удобной для сопровождения.
2. Масштабируемость: Благодаря четко определенной структуре и чистому разделению слоев становится проще масштабировать приложение, добавляя новые возможности или расширяя существующую функциональность.
3. Более простое тестирование и отладка: Когда у компонентов четко определены обязанности, написание модульных тестов и отладка проблем становятся более удобными.
4. Управление зависимостями: Clean Architecture поддерживает принцип инверсии зависимостей, который гласит, что модули более высокого уровня не должны зависеть от модулей более низкого уровня, а должны опираться на абстракции. Такой подход упрощает управление зависимостями в приложениях Node.js.
5. Совместная работа в команде: Хорошо организованная кодовая база обеспечивает более четкое взаимодействие между членами команды, поскольку они могут легко понять структуру, обязанности и зависимости каждого компонента.
6. Независимость от фреймворков и библиотек: концентрация на основной бизнес-логике и минимизация зависимостей от конкретных библиотек или фреймворков делает ваши приложения на Node.js более перспективными и менее уязвимыми к устареванию.

Важные компоненты чистой архитектуры

Для понимания применения Clean Architecture в Node.js-проектах необходимо рассмотреть некоторые ее основные компоненты:

1. Сущности: Это основные структурные элементы бизнес-логики, такие как пользователи, заказы, товары или любые другие специфические для данной области элементы. Они инкапсулируют бизнес-правила и не зависят от фреймворков, библиотек или даже самого приложения.
2. Случаи использования: Случаи использования определяют специфическую для приложения логику, например, создание пользователя, обновление заказа или получение списка товаров. Они зависят от сущностей и взаимодействуют с внешними слоями фреймворка через интерфейсы.
3. Контроллеры: Контроллеры, такие как HTTP-запросы и ответы, выступают в качестве связующего звена между сценариями использования и внешним миром. Они обрабатывают входящие запросы, вызывают соответствующий сценарий использования и возвращают ответ клиенту.
4. Шлюзы: Шлюзы - это интерфейсы, которые определяют договор о взаимодействии между сценариями использования и внешними системами, такими как базы данных, API или системы обмена сообщениями. Реализации этих интерфейсов могут быть легко заменены без ущерба для основной логики приложения.
5. Репозитории: Репозитории предоставляют данные пользовательским приложениям через шлюзовые интерфейсы. Обычно они работают с базами данных, файловыми системами или другими механизмами хранения данных и преобразуют исходные данные в сущности.

Источник изображения: Clean Coder Blog

Эти компоненты работают вместе, позволяя вашему приложению на Node.js следовать принципам Clean Architecture и достигать вышеупомянутых преимуществ.

Шаги по внедрению чистой архитектуры в приложение Node.js

Внедрение Clean Architecture в приложение Node.js включает в себя несколько прагматичных шагов для достижения организованной структуры и удобного кода. Вот некоторые ключевые шаги, которые необходимо рассмотреть:

Создание стандартной структуры папок

Начните с организации проекта Node.js в многоуровневую структуру папок, которая разделяет ваш код на отдельные функциональные компоненты. Общепринятым подходом является создание папок, подобных следующим:

• entities: Для объектов домена и бизнес-правил
• use_cases: Для специфических для приложения правил и оркестровки
• контроллеры: Для обработки пользовательского ввода и рендеринга вывода
• шлюзы: Для доступа к внешним системам и сохранения данных
• репозитории: Для доступа к данным и управления ими

Определение сущностей и примеров использования

Сущности - это фундаментальные объекты вашего домена, в которых заключена основная бизнес-логика. С другой стороны, сценарии использования представляют собой конкретные операции, выполняемые вашим приложением. Начните с определения этих элементов в соответствии с требованиями проекта, обеспечив четкое разделение сущностей и соблюдение принципов SOLID.

Создание контроллеров и шлюзов

Контроллеры служат интерфейсом между пользовательским вводом и сценариями использования приложения. Реализуйте контроллеры для приема ввода, его проверки и вызова соответствующего сценария использования для обработки. Шлюзы отвечают за взаимодействие с внешними системами и управление сохранностью данных. Определите интерфейсы шлюзов в сценариях использования и реализуйте их в отдельном слое шлюзов, чтобы минимизировать прямое взаимодействие между доступом к данным и логикой приложения.

Реализация инъекции зависимостей

Чтобы свести к минимуму случаи прямых зависимостей между различными компонентами, используйте инъекцию зависимостей. Эта техника позволяет создавать более удобный для сопровождения, тестирования и гибкий код, передавая зависимости, такие как репозитории и шлюзы, необходимым компонентам.

Отказ от тяжелых фреймворков и библиотек

Одной из основных целей Clean Architecture является уменьшение зависимости от фреймворков и библиотек. Хотя фреймворки и библиотеки могут быть полезны для разработки, важно обеспечить независимость основной бизнес-логики. Архитектура приложения с четкими границами между слоями позволяет упростить изменение или замену этих зависимостей, не затрагивая основной код.

Реальный пример применения чистой архитектуры в проекте на Node.js

Чтобы проиллюстрировать применение Clean Architecture в проекте на Node.js, предположим, что мы разрабатываем простое приложение для электронной коммерции. Вот краткий обзор того, как можно реализовать Clean Architecture:

Попробуйте no-code платформу AppMaster

AppMaster поможет создать любое веб, мобильное или серверное приложение в 10 раз быстрее и 3 раза дешевле

Начать бесплатно

• Сущности: Определяются такие доменные модели, как Customer, Product, Order и ShoppingCart, каждая со своей бизнес-логикой и проверкой.
• Примеры использования: Определяют специфические для приложения операции, такие как добавление товаров в корзину, обработка заказа или получение информации о товаре.
• Контроллеры: Реализуйте контроллеры для обработки HTTP-запросов, разбора входных данных, их проверки и делегирования обработки соответствующему сценарию использования.
• Шлюзы: Создайте интерфейс шлюза для сохранения данных и реализуйте отдельные шлюзы для доступа к базе данных, удаленных вызовов API или других внешних систем.
• Репозитории: Реализовать доступ к данным с помощью репозиториев, которые соответствуют интерфейсам шлюзов, что обеспечивает гибкое управление данными и свободное взаимодействие между механизмами хранения и логикой приложения.

Следуя этому подходу, вы получите чистую, поддерживаемую и масштабируемую архитектуру для Node.js-приложения электронной коммерции.

Проблемы и предостережения при использовании чистой архитектуры

Хотя "чистая архитектура" дает ряд преимуществ приложениям Node.js, она также имеет ряд проблем и предостережений:

1. Более длительное время первоначальной разработки: настройка исходной архитектуры и внедрение компонентов может занять больше времени по сравнению с более традиционным монолитным подходом. Однако преимущества, связанные с простотой сопровождения, масштабируемостью и снижением технического долга, часто перевешивают эти первоначальные затраты.
2. Сложность полного разделения задач: На практике добиться полного разделения задач бывает непросто. Некоторые зависимости и сквозные проблемы могут по-прежнему проникать на несколько уровней. Очень важно постоянно совершенствовать архитектуру, чтобы минимизировать эти проблемы.
3. Совместимость с существующими фреймворками и библиотеками: Некоторые фреймворки и библиотеки могут не придерживаться концепций чистой архитектуры или использовать собственные архитектурные шаблоны. Это может затруднить полноценную реализацию Clean Architecture в некоторых проектах. В таких случаях следует рассмотреть альтернативные варианты или разработать собственные решения для достижения более чистых границ.

Следуя описанным шагам и понимая присущие им проблемы и предостережения, разработчики могут успешно внедрить этот подход для достижения более высокого качества программного обеспечения и облегчения совместной работы членов команды.

AppMaster: Ускорение разработки приложений с помощью подхода, основанного на чистой архитектуре

Разработка приложений с использованием надежных архитектурных принципов упрощает процесс разработки и обеспечивает их поддерживаемость и масштабируемость. Именно здесь на помощь приходит AppMaster.io - мощная no-code платформа, призванная облегчить разработчикам создание веб-, мобильных и backend-приложений, придерживаясь при этом концепции чистой архитектуры.

С помощью AppMaster пользователи могут визуально создавать backend-, web- и мобильные приложения, определяя модели данных (схемы баз данных), бизнес-логику с помощью визуального дизайнера бизнес-процессов (BP), REST API и WebSockets endpoints. Это комплексная интегрированная среда разработки (IDE), которая позволяет решать различные задачи создания приложений - от проектирования пользовательского интерфейса до реализации бизнес-логики.

AppMasterПодход к чистой архитектуре

AppMaster генерирует реальные приложения на основе принципов чистой архитектуры, обеспечивая ряд важных преимуществ:

1. Масштабируемость: приложения AppMaster обладают высокой масштабируемостью и способны работать с высоконагруженными корпоративными приложениями. Бэкэнд-приложения, созданные с использованием Go (Golang), работают как stateless и компилируются, что обеспечивает впечатляющую масштабируемость.
2. Удобство сопровождения: При изменении или обновлении некоторых частей приложения AppMaster регенерирует приложение с нуля, устраняя технический долг. Это значительно упрощает сопровождение, поскольку приложение остается актуальным и не имеет проблем, связанных с наследием.
3. Интеграция: Приложения, созданные на AppMaster, могут работать с любой PostgreSQL-совместимой базой данных в качестве основного источника данных. Это позволяет легко интегрировать приложения в существующий технологический стек или внедрять новые технологии.

AppMaster Генерация backend-, web- и мобильных приложений

AppMasterПлатформа no-code генерирует backend-, web- и мобильные приложения в соответствии с принципами чистой архитектуры:

• Бэкенд-приложения создаются на языке Go (Golang), что позволяет создавать производительные и удобные в обслуживании приложения.
• Веб-приложения создаются с использованием фреймворка Vue3 и JavaScript или TypeScript, что соответствует лучшим практикам современной веб-разработки.
• Вмобильных приложениях используется серверно-управляемый фреймворк AppMaster на базе Kotlin и Jetpack Compose для приложений на Android и SwiftUI для приложений на iOS. Эти современные фреймворки обеспечивают наилучшую среду для быстрой и модульной мобильной разработки. Приложения могут быть развернуты как в локальной сети, так и в облаке, в зависимости от требований к безопасности, производительности и соответствию нормативным требованиям вашей организации.

Подписки и поддержка

AppMaster предлагает различные планы подписки для различных заказчиков - от малых предприятий до крупных компаний. Эти планы варьируются от бесплатного "Learn & Explore" до полностью настраиваемых опций "Enterprise", предназначенных для клиентов с высокими требованиями и минимальным сроком контракта на один год. Все планы предоставляют набор мощных функций, позволяющих создавать приложения, соответствующие принципам чистой архитектуры.

"Нет недостатка в замечательных идеях, не хватает только желания их реализовать", - как проницательно заметил Сет Годин, это универсальная истина, которая находит глубокий отклик в сфере технологических инноваций. AppMaster Платформа no-code является подтверждением этой мудрости, предоставляя разработчикам благодатную почву не только для идей, но и для их быстрого и эффективного воплощения. Платформа позволяет быстро создавать приложения, не нарушая при этом принципов чистой архитектуры.