اكتشف البنية السداسية والنظيفة لبناء تطبيقات واجهة أمامية قابلة للصيانة والتوسع والاختبار. تعلم مبادئها وفوائدها واستراتيجيات التنفيذ العملي.
بنية الواجهة الأمامية: البنية السداسية والبنية النظيفة للتطبيقات القابلة للتوسع
مع تزايد تعقيد تطبيقات الواجهة الأمامية، تصبح البنية المحددة جيدًا أمرًا بالغ الأهمية للصيانة والاختبار والتوسع. هناك نمطان معماريان شائعان يعالجان هذه المخاوف هما البنية السداسية (المعروفة أيضًا باسم المنافذ والمحولات) والبنية النظيفة. على الرغم من أنها نشأت في عالم الواجهات الخلفية، إلا أنه يمكن تطبيق هذه المبادئ بفعالية على تطوير الواجهات الأمامية لإنشاء واجهات مستخدم قوية وقابلة للتكيف.
ما هي بنية الواجهة الأمامية؟
تُعرّف بنية الواجهة الأمامية هيكل وتنظيم وتفاعلات المكونات المختلفة داخل تطبيق الواجهة الأمامية. إنها توفر مخططًا لكيفية بناء التطبيق وصيانته وتوسعه. تعزز بنية الواجهة الأمامية الجيدة ما يلي:
- القابلية للصيانة: أسهل في فهم الكود وتعديله وتصحيح أخطائه.
- القابلية للاختبار: تسهل كتابة اختبارات الوحدة والتكامل.
- القابلية للتوسع: تسمح للتطبيق بالتعامل مع التعقيد المتزايد وحمل المستخدمين.
- قابلية إعادة الاستخدام: تعزز إعادة استخدام الكود عبر أجزاء مختلفة من التطبيق.
- المرونة: تتكيف مع المتطلبات المتغيرة والتقنيات الجديدة.
بدون بنية واضحة، يمكن أن تصبح مشاريع الواجهة الأمامية متجانسة وصعبة الإدارة بسرعة، مما يؤدي إلى زيادة تكاليف التطوير وتقليل المرونة.
مقدمة إلى البنية السداسية
تهدف البنية السداسية، التي اقترحها أليستير كوكبيرن، إلى فصل منطق الأعمال الأساسي للتطبيق عن التبعيات الخارجية، مثل قواعد البيانات وأطر عمل واجهة المستخدم وواجهات برمجة التطبيقات التابعة لجهات خارجية. تحقق ذلك من خلال مفهوم المنافذ والمحولات (Ports and Adapters).
المفاهيم الأساسية للبنية السداسية:
- النواة (المجال): تحتوي على منطق الأعمال وحالات الاستخدام للتطبيق. وهي مستقلة عن أي أطر عمل أو تقنيات خارجية.
- المنافذ (Ports): واجهات تحدد كيفية تفاعل النواة مع العالم الخارجي. تمثل حدود الإدخال والإخراج للنواة.
- المحولات (Adapters): تطبيقات للمنافذ التي تربط النواة بأنظمة خارجية محددة. هناك نوعان من المحولات:
- المحولات القائدة (المحولات الأساسية): تبدأ التفاعلات مع النواة. تشمل الأمثلة مكونات واجهة المستخدم أو واجهات سطر الأوامر أو تطبيقات أخرى.
- المحولات المُقادة (المحولات الثانوية): يتم استدعاؤها من قبل النواة للتفاعل مع الأنظمة الخارجية. تشمل الأمثلة قواعد البيانات أو واجهات برمجة التطبيقات أو أنظمة الملفات.
لا تعرف النواة أي شيء عن المحولات المحددة. إنها تتفاعل معها فقط من خلال المنافذ. يتيح لك هذا الفصل استبدال المحولات المختلفة بسهولة دون التأثير على المنطق الأساسي. على سبيل المثال، يمكنك التبديل من إطار عمل واجهة مستخدم (مثل React) إلى آخر (مثل Vue.js) ببساطة عن طريق استبدال المحول القائد.
فوائد البنية السداسية:
- تحسين القابلية للاختبار: يمكن اختبار منطق الأعمال الأساسي بسهولة بمعزل عن التبعيات الخارجية. يمكنك استخدام محولات وهمية لمحاكاة سلوك الأنظمة الخارجية.
- زيادة القابلية للصيانة: التغييرات في الأنظمة الخارجية لها تأثير ضئيل على المنطق الأساسي. هذا يجعل من السهل صيانة التطبيق وتطويره بمرور الوقت.
- مرونة أكبر: يمكنك بسهولة تكييف التطبيق مع التقنيات والمتطلبات الجديدة عن طريق إضافة أو استبدال المحولات.
- تعزيز قابلية إعادة الاستخدام: يمكن إعادة استخدام منطق الأعمال الأساسي في سياقات مختلفة عن طريق توصيله بمحولات مختلفة.
مقدمة إلى البنية النظيفة
البنية النظيفة، التي شاعت بفضل روبرت سي. مارتن (العم بوب)، هي نمط معماري آخر يؤكد على فصل الاهتمامات وفك الارتباط. تركز على إنشاء نظام مستقل عن أطر العمل وقواعد البيانات وواجهة المستخدم وأي وكالة خارجية.
المفاهيم الأساسية للبنية النظيفة:
تنظم البنية النظيفة التطبيق في طبقات متحدة المركز، مع وجود الكود الأكثر تجريدًا وقابلية لإعادة الاستخدام في المركز والكود الأكثر تحديدًا والمتعلق بالتقنية في الطبقات الخارجية.
- الكيانات (Entities): تمثل كائنات وقواعد الأعمال الأساسية للتطبيق. وهي مستقلة عن أي أنظمة خارجية.
- حالات الاستخدام (Use Cases): تحدد منطق أعمال التطبيق وكيفية تفاعل المستخدمين مع النظام. تقوم بتنسيق الكيانات لأداء مهام محددة.
- محولات الواجهة (Interface Adapters): تحول البيانات بين حالات الاستخدام والأنظمة الخارجية. تشمل هذه الطبقة المقدمين (presenters) والمتحكمين (controllers) والبوابات (gateways).
- أطر العمل والمشغلات (Frameworks and Drivers): الطبقة الخارجية، تحتوي على إطار عمل واجهة المستخدم وقاعدة البيانات والتقنيات الخارجية الأخرى.
تنص قاعدة التبعية في البنية النظيفة على أن الطبقات الخارجية يمكن أن تعتمد على الطبقات الداخلية، ولكن الطبقات الداخلية لا يمكن أن تعتمد على الطبقات الخارجية. هذا يضمن أن منطق الأعمال الأساسي مستقل عن أي أطر عمل أو تقنيات خارجية.
فوائد البنية النظيفة:
- مستقلة عن أطر العمل: لا تعتمد البنية على وجود مكتبة برمجيات غنية بالميزات. يتيح لك هذا استخدام أطر العمل كأدوات، بدلاً من إجبارك على وضع نظامك في قيودها المحدودة.
- قابلة للاختبار: يمكن اختبار قواعد الأعمال بدون واجهة المستخدم أو قاعدة البيانات أو خادم الويب أو أي عنصر خارجي آخر.
- مستقلة عن واجهة المستخدم: يمكن تغيير واجهة المستخدم بسهولة، دون تغيير بقية النظام. يمكن استبدال واجهة مستخدم الويب بواجهة مستخدم سطر الأوامر، دون تغيير أي من قواعد الأعمال.
- مستقلة عن قاعدة البيانات: يمكنك استبدال Oracle أو SQL Server بـ Mongo أو BigTable أو CouchDB أو أي شيء آخر. قواعد عملك ليست مرتبطة بقاعدة البيانات.
- مستقلة عن أي وكالة خارجية: في الواقع، قواعد عملك ببساطة لا تعرف *أي شيء* على الإطلاق عن العالم الخارجي.
تطبيق البنية السداسية والنظيفة على تطوير الواجهة الأمامية
بينما ترتبط البنية السداسية والنظيفة غالبًا بتطوير الواجهات الخلفية، يمكن تطبيق مبادئها بفعالية على تطبيقات الواجهة الأمامية لتحسين بنيتها وقابليتها للصيانة. إليك كيف:
1. تحديد النواة (المجال)
الخطوة الأولى هي تحديد منطق الأعمال الأساسي لتطبيق الواجهة الأمامية الخاص بك. يشمل هذا الكيانات وحالات الاستخدام وقواعد الأعمال المستقلة عن إطار عمل واجهة المستخدم أو أي واجهات برمجة تطبيقات خارجية. على سبيل المثال، في تطبيق للتجارة الإلكترونية، قد تشمل النواة منطق إدارة المنتجات وعربات التسوق والطلبات.
مثال: في تطبيق لإدارة المهام، يمكن أن يتكون مجال النواة من:
- الكيانات: مهمة، مشروع، مستخدم
- حالات الاستخدام: إنشاء مهمة، تحديث مهمة، تعيين مهمة، إكمال مهمة، سرد المهام
- قواعد العمل: يجب أن يكون للمهمة عنوان، لا يمكن تعيين مهمة لمستخدم ليس عضوًا في المشروع.
2. تعريف المنافذ والمحولات (البنية السداسية) أو الطبقات (البنية النظيفة)
بعد ذلك، حدد المنافذ والمحولات (البنية السداسية) أو الطبقات (البنية النظيفة) التي تفصل النواة عن الأنظمة الخارجية. في تطبيق الواجهة الأمامية، قد تشمل هذه:
- مكونات واجهة المستخدم (المحولات القائدة/أطر العمل والمشغلات): مكونات React أو Vue.js أو Angular التي تتفاعل مع المستخدم.
- عملاء API (المحولات المُقادة/محولات الواجهة): خدمات تقوم بإجراء طلبات لواجهات برمجة التطبيقات الخلفية.
- مخازن البيانات (المحولات المُقادة/محولات الواجهة): التخزين المحلي، IndexedDB، أو آليات تخزين البيانات الأخرى.
- إدارة الحالة (محولات الواجهة): Redux أو Vuex أو مكتبات إدارة الحالة الأخرى.
مثال باستخدام البنية السداسية:
- النواة: منطق إدارة المهام (الكيانات، حالات الاستخدام، قواعد العمل).
- المنافذ:
TaskService(تحدد طرق إنشاء المهام وتحديثها واستردادها). - المحول القائد: مكونات React التي تستخدم
TaskServiceللتفاعل مع النواة. - المحول المُقاد: عميل API الذي ينفذ
TaskServiceويقوم بإجراء طلبات لواجهة برمجة التطبيقات الخلفية.
مثال باستخدام البنية النظيفة:
- الكيانات: مهمة، مشروع، مستخدم (كائنات JavaScript خالصة).
- حالات الاستخدام: CreateTaskUseCase، UpdateTaskUseCase (تنسيق الكيانات).
- محولات الواجهة:
- المتحكمون (Controllers): يتعاملون مع مدخلات المستخدم من واجهة المستخدم.
- المقدمون (Presenters): ينسقون البيانات لعرضها في واجهة المستخدم.
- البوابات (Gateways): يتفاعلون مع عميل API.
- أطر العمل والمشغلات: مكونات React، عميل API (axios، fetch).
3. تنفيذ المحولات (البنية السداسية) أو الطبقات (البنية النظيفة)
الآن، قم بتنفيذ المحولات أو الطبقات التي تربط النواة بالأنظمة الخارجية. تأكد من أن المحولات أو الطبقات مستقلة عن النواة وأن النواة تتفاعل معها فقط من خلال المنافذ أو الواجهات. يتيح لك هذا استبدال المحولات أو الطبقات المختلفة بسهولة دون التأثير على المنطق الأساسي.
مثال (البنية السداسية):
// منفذ TaskService
interface TaskService {
createTask(taskData: TaskData): Promise;
updateTask(taskId: string, taskData: TaskData): Promise;
getTask(taskId: string): Promise;
}
// محول عميل API
class ApiTaskService implements TaskService {
async createTask(taskData: TaskData): Promise {
// إجراء طلب API لإنشاء مهمة
}
async updateTask(taskId: string, taskData: TaskData): Promise {
// إجراء طلب API لتحديث مهمة
}
async getTask(taskId: string): Promise {
// إجراء طلب API للحصول على مهمة
}
}
// محول مكون React
function TaskList() {
const taskService: TaskService = new ApiTaskService();
const handleCreateTask = async (taskData: TaskData) => {
await taskService.createTask(taskData);
// تحديث قائمة المهام
};
// ...
}
مثال (البنية النظيفة):
// الكيانات
class Task {
constructor(public id: string, public title: string, public description: string) {}
}
// حالة الاستخدام
class CreateTaskUseCase {
constructor(private taskGateway: TaskGateway) {}
async execute(title: string, description: string): Promise {
const task = new Task(generateId(), title, description);
await this.taskGateway.create(task);
return task;
}
}
// محولات الواجهة - البوابة
interface TaskGateway {
create(task: Task): Promise;
}
class ApiTaskGateway implements TaskGateway {
async create(task: Task): Promise {
// إجراء طلب API لإنشاء مهمة
}
}
// محولات الواجهة - المتحكم
class TaskController {
constructor(private createTaskUseCase: CreateTaskUseCase) {}
async createTask(req: Request, res: Response) {
const { title, description } = req.body;
const task = await this.createTaskUseCase.execute(title, description);
res.json(task);
}
}
// أطر العمل والمشغلات - مكون React
function TaskForm() {
const [title, setTitle] = useState('');
const [description, setDescription] = useState('');
const apiTaskGateway = new ApiTaskGateway();
const createTaskUseCase = new CreateTaskUseCase(apiTaskGateway);
const taskController = new TaskController(createTaskUseCase);
const handleSubmit = async (e: React.FormEvent) => {
e.preventDefault();
await taskController.createTask({ body: { title, description } } as Request, { json: (data: any) => console.log(data) } as Response);
};
return (
);
}
4. تنفيذ حقن التبعية (Dependency Injection)
لزيادة فصل النواة عن الأنظمة الخارجية، استخدم حقن التبعية لتوفير المحولات أو الطبقات للنواة. يتيح لك هذا استبدال تطبيقات مختلفة للمحولات أو الطبقات بسهولة دون تعديل كود النواة.
مثال:
// حقن TaskService في مكون TaskList
function TaskList(props: { taskService: TaskService }) {
const { taskService } = props;
const handleCreateTask = async (taskData: TaskData) => {
await taskService.createTask(taskData);
// تحديث قائمة المهام
};
// ...
}
// الاستخدام
const apiTaskService = new ApiTaskService();
5. كتابة اختبارات الوحدة
أحد الفوائد الرئيسية للبنية السداسية والنظيفة هو تحسين قابلية الاختبار. يمكنك بسهولة كتابة اختبارات الوحدة لمنطق الأعمال الأساسي دون الاعتماد على التبعيات الخارجية. استخدم محولات أو طبقات وهمية لمحاكاة سلوك الأنظمة الخارجية والتحقق من أن المنطق الأساسي يعمل كما هو متوقع.
مثال:
// TaskService وهمي
class MockTaskService implements TaskService {
async createTask(taskData: TaskData): Promise {
return Promise.resolve({ id: '1', ...taskData });
}
async updateTask(taskId: string, taskData: TaskData): Promise {
return Promise.resolve({ id: taskId, ...taskData });
}
async getTask(taskId: string): Promise {
return Promise.resolve({ id: taskId, title: 'Test Task', description: 'Test Description' });
}
}
// اختبار وحدة
describe('TaskList', () => {
it('should create a task', async () => {
const mockTaskService = new MockTaskService();
const taskList = new TaskList({ taskService: mockTaskService });
const taskData = { title: 'New Task', description: 'New Description' };
const newTask = await taskList.handleCreateTask(taskData);
expect(newTask.title).toBe('New Task');
expect(newTask.description).toBe('New Description');
});
});
اعتبارات وتحديات عملية
بينما تقدم البنية السداسية والنظيفة فوائد كبيرة، هناك أيضًا بعض الاعتبارات والتحديات العملية التي يجب أخذها في الاعتبار عند تطبيقها على تطوير الواجهة الأمامية:
- زيادة التعقيد: يمكن أن تضيف هذه البنى تعقيدًا إلى قاعدة الكود، خاصة للتطبيقات الصغيرة أو البسيطة.
- منحنى التعلم: قد يحتاج المطورون إلى تعلم مفاهيم وأنماط جديدة لتنفيذ هذه البنى بفعالية.
- الهندسة المفرطة: من المهم تجنب الإفراط في هندسة التطبيق. ابدأ ببنية بسيطة وأضف التعقيد تدريجيًا حسب الحاجة.
- موازنة التجريد: قد يكون إيجاد المستوى المناسب من التجريد أمرًا صعبًا. الكثير من التجريد يمكن أن يجعل الكود صعب الفهم، بينما القليل جدًا من التجريد يمكن أن يؤدي إلى اقتران وثيق.
- اعتبارات الأداء: يمكن أن تؤثر طبقات التجريد المفرطة على الأداء. من المهم قياس أداء التطبيق وتحديد أي اختناقات في الأداء.
أمثلة وتكييفات دولية
مبادئ البنية السداسية والنظيفة قابلة للتطبيق على تطوير الواجهة الأمامية بغض النظر عن الموقع الجغرافي أو السياق الثقافي. ومع ذلك، قد تختلف التنفيذات والتكييفات المحددة اعتمادًا على متطلبات المشروع وتفضيلات فريق التطوير.
مثال 1: منصة تجارة إلكترونية عالمية
قد تستخدم منصة تجارة إلكترونية عالمية البنية السداسية لفصل منطق عربة التسوق وإدارة الطلبات الأساسي عن إطار عمل واجهة المستخدم وبوابات الدفع. ستكون النواة مسؤولة عن إدارة المنتجات وحساب الأسعار ومعالجة الطلبات. ستشمل المحولات القائدة مكونات React لكتالوج المنتجات وعربة التسوق وصفحات الدفع. ستشمل المحولات المُقادة عملاء API لبوابات دفع مختلفة (مثل Stripe و PayPal و Alipay) ومقدمي خدمات الشحن (مثل FedEx و DHL و UPS). يتيح هذا للمنصة التكيف بسهولة مع طرق الدفع الإقليمية المختلفة وخيارات الشحن.
مثال 2: تطبيق وسائط اجتماعية متعدد اللغات
يمكن لتطبيق وسائط اجتماعية متعدد اللغات استخدام البنية النظيفة لفصل منطق مصادقة المستخدم وإدارة المحتوى الأساسي عن واجهة المستخدم وأطر عمل الترجمة. ستمثل الكيانات المستخدمين والمنشورات والتعليقات. ستحدد حالات الاستخدام كيفية إنشاء المستخدمين للمحتوى ومشاركته والتفاعل معه. ستتعامل محولات الواجهة مع ترجمة المحتوى إلى لغات مختلفة وتنسيق البيانات لمكونات واجهة المستخدم المختلفة. يتيح هذا للتطبيق دعم لغات جديدة بسهولة والتكيف مع التفضيلات الثقافية المختلفة.
الخاتمة
توفر البنية السداسية والنظيفة مبادئ قيمة لبناء تطبيقات واجهة أمامية قابلة للصيانة والاختبار والتوسع. من خلال فصل منطق الأعمال الأساسي عن التبعيات الخارجية، يمكنك إنشاء قاعدة كود أكثر مرونة وقابلية للتكيف يسهل تطويرها بمرور الوقت. في حين أن هذه البنى قد تضيف بعض التعقيد الأولي، فإن الفوائد طويلة الأجل من حيث قابلية الصيانة والاختبار والتوسع تجعلها استثمارًا جديرًا بالاهتمام لمشاريع الواجهة الأمامية المعقدة. تذكر أن تبدأ ببنية بسيطة وتضيف التعقيد تدريجيًا حسب الحاجة، وأن تدرس بعناية الاعتبارات والتحديات العملية المعنية.
من خلال تبني هذه الأنماط المعمارية، يمكن لمطوري الواجهة الأمامية بناء تطبيقات أكثر قوة وموثوقية يمكنها تلبية الاحتياجات المتطورة للمستخدمين في جميع أنحاء العالم.
قراءات إضافية
- البنية السداسية: https://alistaircockburn.com/hexagonal-architecture/
- البنية النظيفة: https://blog.cleancoder.com/uncle-bob/2012/08/13/the-clean-architecture.html