5 الگوی معماری پرکاربرد

معماری نرم‌افزار برای اپلیکیشن‌ها مثل پایه‌های ساختمان برای سازه‌هاست. اگه این معماری رو درست طراحی نکنی، حتی اگه ظاهرش هم خیلی قشنگ باشه، در نهایت خراب میشه.

معماری لایه‌ای (Layered Architecture)

این مدل سیستم رو به لایه‌های مختلف تقسیم می‌کنه، هر کدوم مسئولیت خاص خودش رو داره. معمولاً شامل لایه نمایش (Presentation Layer)، لایه منطق کسب‌وکار (Business Logic Layer) و لایه دسترسی به داده‌ها (Data Access Layer) هست.

مثال ساده: مثلاً وقتی یک رابط کاربری طراحی می‌کنیم، خیلی وقت‌ها از الگوی MVP استفاده می‌کنیم. توی این الگو:

مدل (Model) داده‌ها و منطق کسب‌وکار رو نشون می‌ده.
نما (View) داده‌ها رو به کاربر نمایش می‌ده.
ارائه‌دهنده (Presenter) نقش یک پل رو بازی می‌کنه که باعث می‌شه هرکدوم از این بخش‌ها کار خودش رو به‌خوبی انجام بده.

هدف این مدل اینه که تغییرات توی یه لایه باعث اختلال توی بقیه لایه‌ها نشه. اینطوری هر لایه مسئولیت خودش رو داره و کار رو ساده می‌کنه.

مثال: یه فروشگاه آنلاین را در نظر بگیر

1. لایه نمایش (Presentation Layer): مشتری وارد سایت میشه، محصولات رو می‌بینه و دکمه «افزودن به سبد خرید» رو میزنه. این بخش فقط رابط کاربریه، یعنی اطلاعات کاربر رو دریافت می‌کنه.
2. لایه منطق کسب‌وکار (Business Logic Layer): وقتی دکمه کلیک شد، این لایه چک می‌کنه آیا محصول موجوده یا نه. مثلاً اگر موجود باشه، قیمت و تعداد رو بررسی می‌کنه و اطلاعات سبد خرید رو به‌روزرسانی می‌کنه.
3. لایه داده (Data Access Layer): این لایه مستقیماً با دیتابیس کار می‌کنه و اطلاعات محصولات، موجودی، و قیمت‌ها رو می‌خونه و می‌نویسه.

مزیت: هر لایه مستقله. اگر بخوای فقط ظاهر سایت رو تغییر بدی، نیازی نیست به دیتابیس دست بزنی.
عیب: اگر سیستم بزرگ بشه، ممکنه سرعتش کم بشه.

معماری رویداد-محور (Event-Driven Architecture)

این معماری به اجزای سیستم این امکان رو می‌ده که به‌طور آزادانه رویدادهایی رو تولید و مصرف کنن. مثلاً وقتی یه اتفاق مهم می‌افته، یک رویداد ارسال میشه و سایر اجزا می‌تونن به اون رویداد مشترک بشن (Subscribe).

مثال ساده: مثلاً توی یه فروشگاه آنلاین، وقتی یک کاربر محصولی رو می‌خره، یک رویداد ثبت میشه که بقیه اجزا مثل پرداخت (Payment) و ارسال سفارش (Shipping) از این خرید مطلع بشن.

یکی از معروف‌ترین مثال‌ها در این زمینه CQRS هست که توی اون عملیات نوشتن (دستورات) از عملیات خواندن (پرسش‌ها) جدا میشه. اینطوری تغییرات از طریق رویدادها به راحتی منتقل می‌شن.

مثال فروشگاه:
1. مشتری یه محصول رو به سبد خرید اضافه می‌کنه.
2. سیستم یه رویداد تولید می‌کنه: «محصول به سبد خرید اضافه شد.»
3. بخش‌های مختلف سیستم به این رویداد واکنش نشون میدن:
  - بخش موجودی چک می‌کنه که آیا این محصول هنوز موجوده.
  - بخش مالی تخفیف‌ها رو اعمال می‌کنه.
  - بخش ارسال، آماده‌سازی محصول برای ارسال رو برنامه‌ریزی می‌کنه.

مزیت: بخش‌ها مستقل از هم کار می‌کنن و نیازی به ارتباط مستقیم ندارن.
عیب: مدیریت همه این رویدادها ممکنه پیچیده بشه.

معماری میکروکرنل (Microkernel Architecture)

این مدل سیستم رو به یک هسته کوچیک به اسم میکروکرنل (Microkernel) تقسیم می‌کنه و امکانات اضافی از طریق افزونه‌ها (Plugins) اضافه می‌شن. این باعث میشه سیستم بتونه به راحتی توسعه پیدا کنه بدون اینکه به هسته اصلی آسیب بزنه.

مثال ساده: مثلاً در سیستم‌عامل‌ها، میکروکرنل کارهایی مثل ارتباط بین پردازش‌ها رو مدیریت می‌کنه و وظایف دیگه رو به پلاگین‌ها می‌سپاره. مثلاً در نرم‌افزار Eclipse IDE، هسته اصلی به پلاگین‌ها اجازه می‌ده که ویژگی‌هایی مثل ابزارهای جاوا (Java Tools) یا یکپارچه‌سازی Git (Git Integration) رو اضافه کنن.

مثال فروشگاه:
1. هسته اصلی فروشگاه فقط وظایف ساده رو انجام میده؛ مثلاً ثبت سفارش و مدیریت کاربران.
2. هر قابلیت اضافه، مثل مدیریت تخفیف‌ها یا بررسی موجودی، به‌عنوان افزونه (Plugin) به سیستم اضافه میشه.
  - مثلاً قابلیت پرداخت با بیت‌کوین به‌راحتی به سیستم اضافه میشه.

مزیت: اگر یه افزونه خراب بشه، هسته اصلی سیستم همچنان کار می‌کنه.
عیب: طراحی افزونه‌ها و هماهنگ کردن اون‌ها ممکنه سخت باشه.

معماری میکروسرویس‌ها (Microservices Architecture)

در این مدل، یه اپلیکیشن به تعدادی سرویس کوچیک تقسیم میشه که هرکدوم وظیفه خاص خودش رو انجام می‌ده. این سرویس‌ها می‌تونن به‌طور مستقل توسعه پیدا کنن، استقرار (Deploy) بشن و مقیاس‌بندی (Scale) بشن.

مثال ساده: مثلاً Netflix برای مدیریت هر چیزی از پیشنهاد فیلم‌ها گرفته تا صورتحساب‌ها از میکروسرویس‌ها استفاده می‌کنه. اینطوری هر سرویس می‌تونه جداگانه کار کنه و سریع‌تر به‌روز بشه.

این معماری باعث میشه سیستم انعطاف‌پذیر بشه و به راحتی بتونه خدمات جدیدی اضافه کنه، اما چالش‌هایی هم برای مدیریت ارتباطات بین سرویس‌ها و سازگاری داده‌ها (Data Consistency) وجود داره.

مثال فروشگاه:
1. یه سرویس مخصوص مدیریت کاربران هست.
2. یه سرویس دیگه برای مدیریت سبد خرید.
3. سرویس سوم برای پرداخت آنلاین.
  هر سرویس به‌صورت مستقل کار می‌کنه و از طریق API با سرویس‌های دیگه ارتباط می‌گیره.

مزیت: هر بخش رو میشه جداگانه توسعه، تست، و حتی به زبان برنامه‌نویسی متفاوت نوشت.
عیب: هماهنگی بین سرویس‌ها و مدیریت داده‌ها پیچیده‌تره.

معماری مونوکلیتیک (Monolithic Architecture)

در معماری مونوکلیتیک، همه بخش‌های سیستم از جمله دسترسی به داده‌ها (Data Access)، منطق کسب‌وکار (Business Logic) و رابط کاربری (User Interface) داخل یک کد واحد جمع می‌شن و به صورت یک واحد اجرا می‌شن.

مثال ساده: فکر کن یک برنامه ساده داریم که همه چیزش توی یک فایل کد نوشته شده. این مدل برای اپلیکیشن‌های کوچیک یا استارتاپ‌ها خیلی خوبه چون هم توسعه راحت‌تره و هم استقرار (Deploy) سریع‌تری داره.

اما اخیراً مدل مونوکلیت ماژولار (Modular Monolith) خیلی محبوب شده. در این مدل، هنوز همه چیز توی یک کد واحد هست، ولی هر بخش یک مرز مشخص داره که کار رو راحت‌تر می‌کنه. این باعث میشه که در آینده، اگه نیاز به تغییرات داشتید، راحت‌تر بتونید به سمت معماری‌های پیچیده‌تر مثل میکروسرویس‌ها برید.

مثال فروشگاه:
کل سایت، از نمایش محصولات گرفته تا مدیریت سبد خرید و پرداخت، توی یه کدبیس واحد نوشته شده.

مزیت: ساده برای شروع، مناسب برای پروژه‌های کوچیک.
عیب: وقتی سیستم بزرگ بشه، تغییر یا به‌روزرسانی یه بخش ممکنه کل سیستم رو خراب کنه.

در نهایت، انتخاب مدل معماری بستگی به نوع پروژه و نیازهای خاص شما داره. خیلی از پروژه‌ها با معماری مونوکلیتیک شروع می‌کنن و بعد به سمت مدل‌های پیچیده‌تری مثل میکروسرویس‌ها میرن.

همونطور که دیدید، هرکدوم از این معماری‌ها ویژگی‌ها و مزایای خاص خودش رو داره. بسته به چالش‌هایی که دارید، باید تصمیم بگیرید کدوم یکی بهترین گزینه برای شماست.