دوال Azure: دليل شامل للحوسبة القائمة على الأحداث

في المشهد التكنولوجي سريع التطور اليوم، تبحث الشركات باستمرار عن طرق مبتكرة لبناء ونشر تطبيقات قابلة للتطوير وفعالة من حيث التكلفة وعالية الاستجابة. برزت الحوسبة القائمة على الأحداث كنموذج قوي لتلبية هذه الاحتياجات، وتوفر دوال Azure منصة قوية لتنفيذ الحلول القائمة على الأحداث. سيتعمق هذا الدليل الشامل في عالم دوال Azure، مستكشفًا مفاهيمها الأساسية وفوائدها وحالات استخدامها وأفضل الممارسات لبناء التطبيقات العالمية.

ما هي الحوسبة القائمة على الأحداث؟

الحوسبة القائمة على الأحداث هي نموذج برمجي يتم فيه تحديد تدفق البرنامج من خلال الأحداث – الإجراءات أو الوقائع – مثل تفاعلات المستخدم أو بيانات أجهزة الاستشعار أو الرسائل من الخدمات الأخرى. بدلاً من اتباع تسلسل محدد مسبقًا من التعليمات، يتفاعل التطبيق القائم على الأحداث مع الأحداث في الوقت الفعلي، مما يؤدي إلى تشغيل إجراءات أو عمليات محددة.

تشمل الخصائص الرئيسية للحوسبة القائمة على الأحداث ما يلي:

• الاتصال غير المتزامن: تتواصل الخدمات مع بعضها البعض من خلال الأحداث، دون حظر أو انتظار الردود.
• الاقتران الضعيف: المكونات مستقلة ويمكن إضافتها أو إزالتها أو تعديلها دون التأثير على أجزاء أخرى من النظام.
• قابلية التوسع: يمكن للتطبيقات التوسع أفقيًا للتعامل مع حجم كبير من الأحداث.
• الاستجابة في الوقت الفعلي: يمكن للتطبيقات التفاعل مع الأحداث في الوقت الفعلي تقريبًا، مما يوفر تجربة مستخدم سلسة.

تقديم دوال Azure

دوال Azure هي خدمة حوسبة بدون خادم مقدمة من Microsoft Azure. تتيح للمطورين تنفيذ التعليمات البرمجية عند الطلب دون إدارة الخوادم أو البنية التحتية. يتم تشغيل الدوال بواسطة الأحداث، مثل طلبات HTTP أو الرسائل من قوائم الانتظار أو التغييرات في مخازن البيانات. هذا يجعلها مثالية لبناء التطبيقات القائمة على الأحداث.

تشمل الميزات الرئيسية لدوال Azure ما يلي:

• بنية بدون خادم: لا حاجة لتوفير أو إدارة الخوادم. تقوم Azure بتوسيع نطاق الموارد تلقائيًا بناءً على الطلب.
• تسعير الدفع حسب الاستخدام: أنت تدفع فقط مقابل وقت الحوسبة الذي تستهلكه دوالك.
• دعم لغات متعددة: تدعم دوال Azure لغات برمجة متنوعة، بما في ذلك C# و Java و Python و JavaScript و PowerShell.
• التكامل مع خدمات Azure: تكامل سلس مع خدمات Azure الأخرى، مثل Azure Storage و Azure Cosmos DB و Azure Event Hubs و Azure Logic Apps.
• المشغلات والروابط: تطوير مبسط مع مشغلات محددة مسبقًا (الأحداث التي تبدأ الدالة) وروابط (طريقة تعريفية للاتصال بخدمات Azure الأخرى).

فوائد استخدام دوال Azure

يقدم استخدام دوال Azure العديد من المزايا لبناء التطبيقات الحديثة:

• زيادة المرونة: تسمح دورات التطوير والنشر السريعة بالتكرار السريع وتقصير وقت الوصول إلى السوق. يمكن للمطورين التركيز على كتابة التعليمات البرمجية بدلاً من إدارة البنية التحتية.
• تقليل التكاليف: يعمل نموذج تسعير الدفع حسب الاستخدام على تحسين استخدام الموارد وتقليل النفقات التشغيلية. أنت تدفع فقط عندما تعمل دوالك.
• تعزيز قابلية التوسع: تتوسع دوال Azure تلقائيًا للتعامل مع أعباء العمل المتقلبة، مما يضمن الأداء الأمثل والتوافر. هذا أمر حاسم للتطبيقات العالمية التي تواجه أنماط حركة مرور متباينة عبر مناطق زمنية مختلفة.
• تحسين الكفاءة: تتيح البنية القائمة على الأحداث معالجة فعالة للأحداث، مما يقلل من زمن الوصول ويحسن الاستجابة.
• تبسيط التكامل: يسهل التكامل السلس مع خدمات Azure والمنصات التابعة لجهات خارجية تطوير مهام سير العمل المعقدة.
• الوصول العالمي: انشر دوال Azure الخاصة بك عالميًا لضمان زمن وصول منخفض وتوافر عالٍ للمستخدمين في جميع أنحاء العالم.

المفاهيم الأساسية: المشغلات والروابط

يعد فهم المشغلات والروابط أمرًا أساسيًا للعمل مع دوال Azure.

المشغلات

المشغل هو ما يبدأ تنفيذ الدالة. يحدد الحدث الذي يتسبب في تشغيل الدالة. توفر دوال Azure مجموعة متنوعة من المشغلات المدمجة، بما في ذلك:

• مشغل HTTP: ينفذ دالة عند استلام طلب HTTP. مثالي لبناء واجهات برمجة التطبيقات وخطافات الويب.
• مشغل المؤقت: ينفذ دالة وفقًا لجدول زمني محدد مسبقًا. مفيد لتشغيل المهام في الخلفية أو الوظائف المجدولة.
• مشغل قائمة الانتظار: ينفذ دالة عند إضافة رسالة إلى قائمة انتظار Azure Storage. يستخدم للمعالجة غير المتزامنة وفصل الخدمات.
• مشغل الكائن الثنائي كبير الحجم (Blob): ينفذ دالة عند إضافة أو تحديث كائن ثنائي كبير الحجم في حاوية Azure Storage. مفيد لمعالجة الصور ومقاطع الفيديو أو الملفات الأخرى.
• مشغل Event Hub: ينفذ دالة عند استلام حدث بواسطة Azure Event Hub. مثالي لتدفق البيانات في الوقت الفعلي ومعالجة القياس عن بعد.
• مشغل Cosmos DB: ينفذ دالة عند إنشاء أو تحديث مستند في مجموعة Azure Cosmos DB. مفيد لمزامنة البيانات في الوقت الفعلي وإشعارات الأحداث.
• مشغل Service Bus: ينفذ دالة عند استلام رسالة من قائمة انتظار أو موضوع في Azure Service Bus. يستخدم للمراسلة والتكامل على مستوى المؤسسة.

الروابط

توفر الروابط طريقة تعريفية لتوصيل دالتك بخدمات Azure الأخرى أو الموارد الخارجية. إنها تبسط عملية قراءة البيانات من هذه الموارد أو كتابة البيانات إليها، دون مطالبتك بكتابة تعليمات برمجية متكررة.

تدعم دوال Azure مجموعة واسعة من الروابط، بما في ذلك:

• روابط الإدخال: تسمح لك بقراءة البيانات من الموارد الخارجية وإتاحتها لدالتك. تشمل الأمثلة قراءة البيانات من كائنات Azure Storage الثنائية الكبيرة، أو مستندات Azure Cosmos DB، أو نقاط نهاية HTTP.
• روابط الإخراج: تسمح لك بكتابة البيانات إلى الموارد الخارجية من دالتك. تشمل الأمثلة كتابة البيانات إلى قوائم انتظار Azure Storage، أو مجموعات Azure Cosmos DB، أو إرسال استجابات HTTP.

باستخدام المشغلات والروابط، يمكنك التركيز على كتابة المنطق الأساسي لدالتك، بينما تتعامل دوال Azure مع تفاصيل البنية التحتية والتكامل الأساسية.

حالات استخدام دوال Azure

يمكن استخدام دوال Azure لبناء مجموعة واسعة من التطبيقات عبر مختلف الصناعات. إليك بعض حالات الاستخدام الشائعة:

• واجهات برمجة التطبيقات للويب: أنشئ واجهات برمجة تطبيقات RESTful لتطبيقات الويب والجوال. يسهل مشغل HTTP عرض الدوال كنقاط نهاية لواجهة برمجة التطبيقات. على سبيل المثال، يمكن لمنصة تجارة إلكترونية عالمية استخدام دوال Azure للتعامل مع استعلامات البحث عن المنتجات ومعالجة الطلبات.
• معالجة البيانات: عالج تدفقات البيانات من مصادر مختلفة، مثل أجهزة إنترنت الأشياء، أو خلاصات وسائل التواصل الاجتماعي، أو ملفات السجل. يتيح لك مشغل Event Hub معالجة كميات كبيرة من البيانات في الوقت الفعلي. فكر في خدمة عالمية لمراقبة الطقس تستخدم دوال Azure لتحليل بيانات أجهزة الاستشعار من محطات الأرصاد الجوية حول العالم.
• الخدمات المصغرة القائمة على الأحداث: ابنِ خدمات مصغرة ذات اقتران ضعيف تتواصل مع بعضها البعض من خلال الأحداث. يتيح مشغل قائمة الانتظار ومشغل Service Bus الاتصال غير المتزامن بين الخدمات. يمكن لشركة لوجستية متعددة الجنسيات استخدام دوال Azure لتنسيق عمليات تنفيذ الطلبات عبر مستودعات ومقدمي خدمات نقل مختلفين.
• المهام المجدولة: أتمتة المهام الروتينية، مثل النسخ الاحتياطي للبيانات، أو إنشاء التقارير، أو صيانة النظام. يتيح لك مشغل المؤقت جدولة الدوال للتشغيل على فترات زمنية محددة. قد تستخدم وكالة تسويق دولية دوال Azure لجدولة حملات البريد الإلكتروني ومنشورات وسائل التواصل الاجتماعي لمناطق زمنية مختلفة.
• حلول إنترنت الأشياء: عالج البيانات من أجهزة إنترنت الأشياء وشغّل الإجراءات بناءً على الأحداث في الوقت الفعلي. يتيح لك مشغل IoT Hub الاتصال بأجهزة إنترنت الأشياء ومعالجة بيانات القياس عن بعد. يمكن لشركة زراعة ذكية عالمية استخدام دوال Azure لمراقبة صحة المحاصيل وأتمتة أنظمة الري بناءً على بيانات أجهزة الاستشعار.
• روبوتات الدردشة: ابنِ روبوتات دردشة ذكية تستجيب لاستفسارات المستخدمين وتؤتمت المهام. ادمج دوال Azure مع Azure Bot Service لإنشاء تجارب محادثة. يمكن بناء روبوت دردشة لدعم العملاء متعدد اللغات باستخدام دوال Azure وخدمات ترجمة لغات متنوعة.

تطوير دوال Azure: دليل خطوة بخطوة

إليك دليل خطوة بخطوة لتطوير دوال Azure:

1. اختر بيئة تطوير: يمكنك تطوير دوال Azure باستخدام أدوات متنوعة، بما في ذلك بوابة Azure و Visual Studio و VS Code و Azure CLI. يعد VS Code مع ملحق دوال Azure خيارًا شائعًا للتطوير المحلي.
2. أنشئ تطبيق دوال جديد: تطبيق الدوال هو حاوية لدالة واحدة أو أكثر. أنشئ تطبيق دوال جديد في بوابة Azure أو باستخدام Azure CLI. ضع في اعتبارك اختيار المنطقة، واختر الأقرب إلى قاعدة المستخدمين الأساسية الخاصة بك أو حيث توجد موارد Azure الأخرى ذات الصلة لتقليل زمن الوصول.
3. أنشئ دالة جديدة: اختر مشغلًا ورابطًا لدالتك. يحدد المشغل الحدث الذي يبدأ الدالة، وتسمح لك الروابط بالاتصال بخدمات Azure الأخرى.
4. اكتب التعليمات البرمجية الخاصة بك: اكتب التعليمات البرمجية التي سيتم تنفيذها عند تشغيل الدالة. استخدم روابط الإدخال للوصول إلى البيانات من الموارد الخارجية وروابط الإخراج لكتابة البيانات إلى الموارد الخارجية. تذكر معالجة الأخطاء والاستثناءات المحتملة برشاقة.
5. اختبر دالتك: اختبر دالتك محليًا باستخدام أدوات Azure Functions Core Tools. يتيح لك ذلك تصحيح التعليمات البرمجية الخاصة بك والتأكد من أنها تعمل كما هو متوقع قبل نشرها على Azure. استخدم بيانات عينة تمثل البيانات العالمية التي تتوقع التعامل معها.
6. انشر دالتك: انشر دالتك إلى Azure باستخدام بوابة Azure أو Visual Studio أو VS Code أو Azure CLI. فكر في استخدام فتحات النشر (deployment slots) لتنظيم واختبار التحديثات قبل إصدارها إلى الإنتاج.
7. راقب دالتك: راقب دالتك باستخدام Azure Monitor. يتيح لك ذلك تتبع الأداء وتحديد الأخطاء واستكشاف المشكلات وإصلاحها. قم بإعداد تنبيهات ليتم إعلامك بالأحداث الحرجة.

أفضل الممارسات لبناء دوال Azure العالمية

عند بناء دوال Azure للتطبيقات العالمية، ضع في اعتبارك أفضل الممارسات التالية:

• اختر المشغل المناسب: حدد المشغل الذي يناسب حالة استخدامك ونوع الأحداث التي تعالجها بشكل أفضل.
• استخدم الروابط بفعالية: استفد من الروابط لتبسيط التكامل مع خدمات Azure الأخرى والموارد الخارجية. تجنب كتابة تعليمات برمجية متكررة للاتصال بهذه الموارد.
• تحسين الأداء: اكتب تعليمات برمجية فعالة تقلل من وقت التنفيذ واستهلاك الموارد. استخدم العمليات غير المتزامنة والتخزين المؤقت لتحسين الأداء. فكر في استخدام الدوال المتينة (Durable Functions) لسير العمل طويل الأمد أو الذي يحتفظ بالحالة.
• تنفيذ معالجة الأخطاء: نفذ معالجة أخطاء قوية للتعامل مع الاستثناءات برشاقة ومنع فشل الدالة. استخدم كتل try-catch والتسجيل لتتبع الأخطاء وتشخيص المشكلات.
• أمن دوالك: أمن دوالك باستخدام آليات المصادقة والترخيص. استخدم Azure Active Directory (Azure AD) للتحكم في الوصول إلى دوالك.
• المراقبة والتحسين: راقب دوالك باستمرار باستخدام Azure Monitor وقم بتحسين أدائها بناءً على البيانات التي تم جمعها. استخدم Application Insights للحصول على رؤى حول سلوك الدالة وتحديد الاختناقات.
• تنفيذ CI/CD: نفذ التكامل المستمر والتسليم المستمر (CI/CD) لأتمتة عملية النشر وضمان إصدارات متسقة. استخدم Azure DevOps أو أدوات CI/CD الأخرى لبناء واختبار ونشر دوالك.
• صمم من أجل التوسع: صمم دوالك للتوسع أفقيًا للتعامل مع حجم كبير من الأحداث. استخدم خطة Azure Functions Premium للحصول على أداء وتوسع يمكن التنبؤ بهما.
• فكر في التوزيع العالمي: انشر تطبيقات الدوال الخاصة بك في مناطق متعددة لتحسين زمن الوصول والتوافر للمستخدمين في جميع أنحاء العالم. استخدم Azure Traffic Manager أو Azure Front Door لتوجيه حركة المرور إلى أقرب منطقة.
• تعامل مع المناطق الزمنية بشكل صحيح: عند التعامل مع البيانات الحساسة للوقت، تأكد من أنك تتعامل مع المناطق الزمنية بشكل صحيح. استخدم توقيت UTC لتخزين ومعالجة البيانات، وقم بالتحويل إلى المناطق الزمنية المحلية لأغراض العرض.
• ترجمة المحتوى الخاص بك: إذا كانت دالتك تولد مخرجات يتم عرضها للمستخدمين، فقم بترجمة المحتوى لدعم لغات وثقافات متعددة. استخدم Azure Cognitive Services Translator لترجمة النص ديناميكيًا.
• إقامة البيانات: ضع في اعتبارك متطلبات إقامة البيانات عند اختيار مناطق Azure لنشر دوالك. لدى بعض البلدان لوائح تتطلب تخزين البيانات داخل حدودها.

الدوال المتينة: تنسيق سير العمل المعقد

الدوال المتينة (Durable Functions) هي امتداد لدوال Azure يسمح لك بكتابة دوال تحتفظ بالحالة في بيئة حوسبة بدون خادم. تتيح لك تحديد مهام سير العمل كتعليمات برمجية وتنسيق المهام المعقدة التي تتطلب عمليات طويلة الأمد أو تفاعلًا بشريًا أو معالجة أحداث خارجية.

تشمل الميزات الرئيسية للدوال المتينة ما يلي:

• دوال التنسيق: حدد مهام سير العمل كتعليمات برمجية باستخدام دوال التنسيق. يمكن لهذه الدوال استدعاء دوال أخرى، وإنشاء مؤقتات، وانتظار الأحداث الخارجية، والتعامل مع إدارة الحالة.
• دوال النشاط: نفذ المهام الفردية ضمن سير عمل باستخدام دوال النشاط. هذه الدوال لا تحتفظ بالحالة ويمكن توسيعها بشكل مستقل.
• دوال الكيان: إدارة الحالة للكيانات الفردية باستخدام دوال الكيان. يمكن استخدام هذه الدوال لتنفيذ عدادات أو عربات تسوق أو كائنات أخرى تحتفظ بالحالة.
• المؤقتات المتينة: أنشئ مؤقتات متينة يمكنها تشغيل الأحداث في أوقات محددة. هذه المؤقتات مستمرة ويمكن أن تنجو من إعادة تشغيل الدالة.
• الأحداث الخارجية: انتظر وقوع أحداث خارجية قبل متابعة سير العمل. يتيح لك ذلك التكامل مع الأنظمة الخارجية والتعامل مع التفاعل البشري.

تعتبر الدوال المتينة مثالية لبناء مهام سير عمل معقدة مثل معالجة الطلبات، ومهام سير عمل الموافقة، ووظائف الدُفعات طويلة الأمد.

اعتبارات الأمان لدوال Azure

يعد تأمين دوال Azure أمرًا بالغ الأهمية لحماية بياناتك ومنع الوصول غير المصرح به. إليك بعض اعتبارات الأمان الهامة:

• المصادقة: استخدم المصادقة للتحقق من هوية المستخدمين أو التطبيقات التي تصل إلى دوالك. تدعم دوال Azure طرق مصادقة متنوعة، بما في ذلك Azure Active Directory (Azure AD) ومفاتيح API و Easy Auth.
• الترخيص: استخدم الترخيص للتحكم في الوصول إلى دوالك بناءً على أدوار المستخدمين أو الأذونات. تدعم دوال Azure التحكم في الوصول المستند إلى الأدوار (RBAC) ومنطق الترخيص المخصص.
• التكوين الآمن: قم بتخزين بيانات التكوين الحساسة، مثل مفاتيح API وسلاسل الاتصال، في Azure Key Vault. تجنب تخزين الأسرار مباشرة في كود دالتك أو ملفات التكوين.
• أمان الشبكة: قيّد الوصول إلى الشبكة إلى دوالك باستخدام مجموعات أمان الشبكة (NSGs) وجدار حماية Azure. تأكد من أن حركة المرور المصرح بها فقط يمكنها الوصول إلى دوالك.
• التحقق من صحة الإدخال: تحقق من صحة جميع بيانات الإدخال لمنع هجمات الحقن وغيرها من الثغرات الأمنية. استخدم تقنيات التحقق من صحة الإدخال للتأكد من أن البيانات بالشكل والنطاق المتوقعين.
• إدارة التبعيات: حافظ على تحديث تبعيات دالتك لتصحيح الثغرات الأمنية. استخدم أدوات إدارة التبعيات لتتبع وإدارة تبعيات دالتك.
• التسجيل والمراقبة: قم بتمكين التسجيل والمراقبة لاكتشاف الحوادث الأمنية والاستجابة لها. استخدم Azure Monitor و Azure Security Center لمراقبة دوالك بحثًا عن أي نشاط مشبوه.
• مراجعة التعليمات البرمجية: قم بإجراء مراجعات منتظمة للتعليمات البرمجية لتحديد ومعالجة الثغرات الأمنية في كود دالتك.
• الامتثال: تأكد من امتثال دوالك لمعايير ولوائح الأمان ذات الصلة، مثل GDPR و HIPAA و PCI DSS.

نموذج تسعير دوال Azure

تقدم دوال Azure نموذجين رئيسيين للتسعير:

• خطة الاستهلاك: خطة الاستهلاك هي نموذج الدفع حسب الاستخدام حيث تدفع فقط مقابل وقت الحوسبة الذي تستهلكه دوالك. تقوم Azure بتوسيع نطاق الموارد تلقائيًا بناءً على الطلب. هذا هو الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة للتطبيقات ذات أعباء العمل المتقطعة أو غير المتوقعة.
• الخطة المميزة: توفر الخطة المميزة موارد مخصصة وأداءً أكثر قابلية للتنبؤ. أنت تدفع مقابل عدد ثابت من وحدات المعالجة المركزية الافتراضية (vCores) والذاكرة. هذا خيار جيد للتطبيقات ذات متطلبات الأداء العالية أو أعباء العمل التي يمكن التنبؤ بها. كما أنه يوفر ميزات مثل تكامل VNet لتعزيز الأمان.

يعتمد اختيار نموذج التسعير المناسب على متطلبات تطبيقك وأنماط الاستخدام. ضع في اعتبارك العوامل التالية عند اتخاذ قرارك:

• عبء العمل: هل عبء عملك متقطع أم يمكن التنبؤ به أم ثابت؟
• الأداء: ما هي متطلبات الأداء الخاصة بك؟ هل تحتاج إلى موارد مخصصة؟
• التكلفة: ما هي ميزانيتك؟ كم أنت على استعداد لدفعه مقابل الأداء وقابلية التوسع؟

الخاتمة

توفر دوال Azure منصة قوية ومتعددة الاستخدامات لبناء التطبيقات القائمة على الأحداث. إن بنيتها التي لا تحتاج إلى خادم، وتسعيرها القائم على الدفع حسب الاستخدام، وتكاملها السلس مع خدمات Azure تجعلها خيارًا مثاليًا لتطوير التطبيقات الحديثة. من خلال فهم المفاهيم الأساسية وأفضل الممارسات وحالات استخدام دوال Azure، يمكنك بناء تطبيقات قابلة للتطوير وفعالة من حيث التكلفة وعالية الاستجابة للحلول العالمية. سواء كنت تبني واجهات برمجة تطبيقات للويب، أو تعالج تدفقات البيانات، أو تنسق مهام سير العمل المعقدة، يمكن أن تساعدك دوال Azure على تسريع عملية التطوير وتقديم حلول مبتكرة لعملائك في جميع أنحاء العالم. احتضن قوة الحوسبة القائمة على الأحداث مع دوال Azure واطلق العنان للإمكانات الكاملة لتطبيقاتك.