کتاب Software Architecture with Spring

معماری نرم‌افزار، ستون فقرات سیستم‌های نرم‌افزاری است و مقیاس‌پذیری، عملکرد و قابلیت نگهداری آن‌ها را شکل می‌دهد. با تکامل نیازهای نرم‌افزاری، نیاز به معماری‌های انعطاف‌پذیر، کارآمد و امن نیز افزایش می‌یابد. Spring Framework 6، با اکوسیستم جامع و ویژگی‌های پیشرفته‌اش، به عنوان یک پایه عالی برای ساخت برنامه‌های کاربردی مقیاس‌پذیر و مقاوم عمل می‌کند.

کتاب Software Architecture with Spring سفری را در معماری نرم‌افزار آغاز می‌کند، از اصول پایه شروع می‌شود، فرآیندهای تصمیم‌گیری در معماری نرم‌افزار را معرفی می‌کند و اهمیت درک بستر سیستم را بررسی می‌نماید.

با استفاده از یک برنامه حراج آنلاین به عنوان یک مطالعه موردی، آن را از طریق سبک‌های معماری مختلف تکامل می‌دهیم تا نیازهای واقعی نرم‌افزار را منعکس کرده و هم الزامات عملکردی و هم غیرعملکردی را برطرف کنیم. این رویکرد تضمین می‌کند که هر مفهوم هم به صورت نظری توضیح داده شود و هم از طریق مثال‌های عملی به واقعیت تبدیل شود.

شما شاهد تحول برنامه از یک ساختار یکپارچه (monolithic) به میکروسرویس‌های توزیع‌شده و فراتر از آن خواهید بود که پیشرفت تصمیمات معماری در پروژه‌های نرم‌افزاری مدرن را به نمایش می‌گذارد.

کتاب Software Architecture with Spring همچنین به حوزه‌های حیاتی مانند امنیت، قابلیت مشاهده (observability)، تست، بهینه‌سازی عملکرد، ارکستراسیون میکروسرویس‌ها و خطوط لوله CI/CD می‌پردازد و یک جعبه ابزار جامع برای ساخت برنامه‌های کاربردی آماده برای شرکت‌ها (enterprise-ready) ارائه می‌دهد.

کتاب Software Architecture with Spring برای چه کسانی است؟

این کتاب برای مهندسان نرم‌افزار با تجربه جاوا که قصد دارند معمار نرم‌افزار شوند یا معماران فعلی که به دنبال تعمیق دانش خود در سبک‌های معماری نرم‌افزار با استفاده از Spring 6.0 هستند، عالی است.

کتاب Software Architecture with Spring چه موضوعاتی را پوشش می‌دهد؟

فصل 1، شیرجه در معماری نرم‌افزار، اصول معماری نرم‌افزار را بررسی می‌کند و آن را از طراحی متمایز می‌کند. این فصل به معرفی اصول معماری، سبک‌هایی مانند یکپارچه (monolithic) و میکروسرویس‌ها و نظریه CAP می‌پردازد و راهنمایی‌هایی در مورد هم‌راستا کردن الزامات فنی با اهداف تجاری و انتخاب پایگاه‌های داده برای پشتیبانی از نیازهای معماری مختلف ارائه می‌دهد.

فصل 2، فرآیندهای تصمیم‌گیری در معماری نرم‌افزار، بر اهمیت تصمیمات معماری تأکید می‌کند. این فصل انتخاب‌های کلیدی، بده‌بستان‌ها و روش‌های سیستماتیک مانند ATAM را پوشش می‌دهد. این فصل بر هم‌راستا کردن تصمیمات با اهداف تجاری، مستندسازی آن‌ها با ADRs و استفاده از مطالعات موردی برای نشان دادن تأثیر تصمیم‌گیری متفکرانه و مشارکتی تأکید دارد.

فصل 3، درک بستر سیستم، به بررسی تمایز بین بستر سیستم و معماری می‌پردازد و بر ادغام آن‌ها در طراحی تأکید می‌کند. این فصل مشارکت ذی‌نفعان، الزامات عملکردی و غیرعملکردی، و متدولوژی‌های چابک برای مدیریت پویا را پوشش می‌دهد. همچنین مدل C4 را برای مستندسازی واضح و سلسله مراتبی، افزایش ارتباط و تجسم معماری معرفی می‌کند.

فصل 4، معماری یکپارچه (Monolithic Architecture)، معماری یکپارچه را بررسی می‌کند و تعریف، مزایا و معایب و الگوهای آن مانند N-Layer و MVC را به تفصیل شرح می‌دهد. این فصل از کتاب Software Architecture with Spring، عملیات حالت‌دار (stateful) و بی‌حالت (stateless) را توضیح می‌دهد و پیاده‌سازی یک برنامه یکپارچه با Spring Boot، Spring Web MVC، Thymeleaf و Spring Security را با استفاده از یک سیستم حراج آنلاین به عنوان مطالعه موردی نشان می‌دهد. همچنین بر تست خودکار تأکید دارد.

فصل 5، معماری کلاینت-سرور، معماری کلاینت-سرور و اجزای آن را بررسی می‌کند. این فصل طراحی RESTful API و احراز هویت مبتنی بر توکن با استفاده از JWT را پوشش می‌دهد. یک مطالعه موردی، برنامه حراج یکپارچه را به یک معماری کلاینت-سرور تبدیل می‌کند و مستندسازی API با استفاده از OpenAPI، امنیت و شیوه‌های تست مانند تست پوشش کد با JaCoCo را نشان می‌دهد.

فصل 6، معماری میکروسرویس‌ها، بر استقلال و تخصصی شدن میکروسرویس‌ها، همراه با مزایا و چالش‌های آن‌ها تأکید دارد. این فصل بر انتقال برنامه حراج آنلاین به میکروسرویس‌ها تمرکز دارد. به بررسی طراحی مبتنی بر دامنه (DDD)، استراتژی‌های پایگاه داده مبتنی بر نظریه CAP، معماری پاک، نظارت با Spring Boot Actuator و کانتینری کردن میکروسرویس‌ها با استفاده از Docker و Docker Compose می‌پردازد.

فصل 7، الگوهای میکروسرویس‌ها با Spring Cloud، الگوهایی مانند کشف سرویس (service discovery)، توازن بار (load balancing)، پیکربندی مرکزی (centralized configuration)، گیت‌وی‌ها (gateways) و تاب‌آوری (resilience) را با ابزارهای Spring Cloud بررسی می‌کند.

فصل 8، معماری رویدادمحور، سیستم‌های رویدادمحور و ماهیت ناهمگام آن‌ها را بررسی می‌کند. این فصل اجزای ضروری، انواع رویدادها و الگوها را پوشش می‌دهد. این فصل از کتاب Software Architecture with Spring، با یک پیاده‌سازی با استفاده از Apache Kafka برای مدیریت پیام در یک برنامه حراج آنلاین به پایان می‌رسد.

فصل 9، معماری Pipe-and-Filter و Serverless، جریان‌های کاری ماژولار را با الگوهای pipe-and-filter بررسی می‌کند و آن‌ها را با استفاده از Spring Batch پیاده‌سازی می‌کند. همچنین معماری serverless را با راه‌حل‌های FaaS بررسی می‌کند و از Spring Cloud Functions برای اجرای و استقرار برنامه به صورت محلی و در AWS Lambda استفاده می‌کند.

فصل 10، امنیت، بر یکپارچه‌سازی امنیت از ابتدا تأکید دارد، شامل رمزگذاری، احراز هویت، اعطای مجوز (authorization) و محافظت از داده‌ها در حالت سکون و در حال انتقال. این فصل به تهدیداتی مانند DoS، تزریق ورودی، CSRF و XSS در کنار مکانیزم‌های دفاعی می‌پردازد. فریم‌ورک‌هایی مانند Zero Trust Architecture، مدل‌سازی تهدید و OWASP را معرفی می‌کند و بحثی عمیق درباره OAuth2 و OpenID Connect با مراحل عملی برای پیاده‌سازی احراز هویت و اعطای مجوز ارائه می‌دهد.

فصل 11، قابلیت مشاهده (Observability)، لاگ‌ها (logs)، متریک‌ها (metrics) و ردیابی‌ها (traces) را برای قابلیت اطمینان سیستم معرفی می‌کند و ابزارهایی مانند APM، ELK، OpenTelemetry و Zipkin را برای ردیابی توزیع‌شده، لاگ‌گیری متمرکز و جمع‌آوری متریک در معماری‌های مدرن بررسی و ارائه می‌دهد.

فصل 12، تست، بر تضمین کیفیت تأکید دارد و نشان می‌دهد که چگونه تست خودکار، انتشار سریع‌تر و قابل اعتمادتر را تضمین می‌کند. این فصل هرم تست را بررسی می‌کند که شامل تست‌های واحد (unit)، یکپارچه‌سازی (integration) و رابط کاربری (UI) است، و ابزارهایی مانند Testcontainers را برای تست‌های پایدار و بدون وابستگی معرفی می‌کند.

این فصل از کتاب Software Architecture with Spring، همچنین بر تست عملکرد تأکید دارد و به TDD و BDD می‌پردازد و نقش آن‌ها را در بهبود کیفیت کد و هم‌راستا کردن تست‌ها با الزامات تجاری نشان می‌دهد.

فصل 13، عملکرد و بهینه‌سازی‌ها، به افزایش کارایی و مقیاس‌پذیری برنامه از طریق معماری JVM و تنظیم Garbage Collector می‌پردازد. استراتژی‌هایی را برای پیکربندی اندازه هیپ (heap) برای کاهش تأخیر و بهبود توان عملیاتی و تکنیک‌های کش‌گذاری برای افزایش عملکرد و کاهش بار سرور ارائه می‌دهد. این فصل از کتاب Software Architecture with Spring، همچنین برنامه‌نویسی واکنش‌گرا (reactive programming) را با Spring WebFlux معرفی می‌کند.

فصل 14، ارکستراسیون با Kubernetes، Kubernetes را برای مدیریت برنامه‌های کانتینری شده معرفی می‌کند. این فصل اجزای خوشه، مانیفست‌های استقرار و راهنمایی عملی برای استقرار سرویس‌ها در یک محیط مقیاس‌پذیر و خودترمیم‌شونده را پوشش می‌دهد.

فصل 15، یکپارچه‌سازی مداوم و استقرار مداوم (CI/CD)، مفاهیم CI/CD را بررسی می‌کند و ساخت خطوط لوله Jenkins را برای یکپارچه‌سازی، تست و استقرار خودکار راهنمایی می‌کند. مراحل عملی شامل کانتینری کردن Docker، یکپارچه‌سازی GitHub و استقرار برنامه در یک محیط Kubernetes با استفاده از Minikube است.