الواجهات الأمامية بدون خادم: معمارية الوظيفة-كخدمة

عالم تطوير الويب في تطور مستمر. تمثل معمارية الواجهات الأمامية بدون خادم (Frontend Serverless)، التي تعتمد على الوظيفة-كخدمة (FaaS)، تحولًا كبيرًا في كيفية بناء ونشر تطبيقات الويب الحديثة. يتيح هذا النهج للمطورين التركيز على كتابة كود الواجهة الأمامية ووظائف خلفية صغيرة ومستقلة دون إدارة الخوادم أو أنظمة التشغيل أو البنية التحتية. ستستكشف هذه المقالة المفاهيم والمزايا وحالات الاستخدام الشائعة واستراتيجيات التنفيذ المرتبطة بالواجهات الأمامية بدون خادم و FaaS.

ما هي الواجهات الأمامية بدون خادم؟

تدور فكرة الواجهات الأمامية بدون خادم، في جوهرها، حول فصل تطبيق الواجهة الأمامية عن البنية التحتية للخادم الخلفي التقليدي. فبدلاً من وجود خادم متجانس (monolithic) يتعامل مع جميع الطلبات، تعتمد الواجهة الأمامية على خدمات مُدارة، خاصة FaaS، لأداء المهام الخلفية. وهذا يعني أن وظائف مثل استدعاءات API، ومعالجة البيانات، والمصادقة، ومعالجة الصور يتم تنفيذها كوظائف فردية وعديمة الحالة (stateless) على منصة بدون خادم.

فهم الوظيفة-كخدمة (FaaS)

FaaS هو نموذج تنفيذ للحوسبة السحابية حيث يكتب المطورون وينشرون وظائف فردية، ويدير مزود الخدمة السحابية تلقائيًا البنية التحتية المطلوبة لتشغيلها. تشمل الخصائص الرئيسية لـ FaaS ما يلي:

• عديمة الحالة (Statelessness): كل تنفيذ للوظيفة مستقل ولا يعتمد على عمليات التنفيذ السابقة.
• مدفوعة بالأحداث (Event-Driven): يتم تشغيل الوظائف بواسطة أحداث، مثل طلبات HTTP، أو تحديثات قاعدة البيانات، أو المهام المجدولة.
• التوسع التلقائي (Automatic Scaling): تقوم المنصة تلقائيًا بتوسيع عدد مثيلات الوظائف بناءً على الطلب.
• الدفع حسب الاستخدام (Pay-per-Use): أنت تدفع فقط مقابل وقت الحوسبة المستخدم أثناء تنفيذ الوظيفة.

تشمل أمثلة منصات FaaS الشهيرة ما يلي:

• AWS Lambda: خدمة الحوسبة بدون خادم من أمازون.
• Google Cloud Functions: منصة الحوسبة بدون خادم المدفوعة بالأحداث من جوجل.
• Azure Functions: خدمة الحوسبة بدون خادم من مايكروسوفت.
• Netlify Functions: منصة متخصصة في الوظائف بدون خادم لمواقع JAMstack.
• Vercel Serverless Functions: منصة أخرى تحتوي على وظائف بدون خادم محسّنة لتطبيقات الواجهة الأمامية.

مزايا معمارية الواجهات الأمامية بدون خادم

يوفر اعتماد معمارية الواجهات الأمامية بدون خادم العديد من المزايا:

• تقليل إدارة البنية التحتية: يمكن للمطورين التركيز على الكود، وليس على صيانة الخادم. يتولى مزود الخدمة السحابية التوسع والتصحيح (patching) والأمان.
• تحسين قابلية التوسع: تتوسع منصات FaaS تلقائيًا للتعامل مع أعباء العمل المتغيرة، مما يضمن الاستجابة حتى أثناء ذروة حركة المرور. وهذا مفيد بشكل خاص للتطبيقات التي تواجه طلبًا غير متوقع. تخيل موقعًا للتجارة الإلكترونية يشهد زيادة في حركة المرور أثناء تخفيضات مفاجئة؛ يمكن للوظائف بدون خادم التوسع تلقائيًا للتعامل مع الحمل المتزايد دون الحاجة إلى تدخل يدوي.
• تحسين التكلفة: يعني تسعير الدفع حسب الاستخدام أنك تدفع فقط مقابل الموارد التي تستهلكها. يمكن أن يؤدي ذلك إلى توفير كبير في التكاليف، خاصة للتطبيقات ذات أنماط الاستخدام المتقطعة أو غير المتوقعة. على سبيل المثال، وظيفة تقوم بإنشاء تقارير مرة واحدة فقط في الشهر ستكلف فقط وقت التنفيذ لذلك التشغيل الشهري الواحد.
• زيادة سرعة التطوير: الوظائف الأصغر والمستقلة أسهل في التطوير والاختبار والنشر. وهذا يعزز دورات التطوير الأسرع ووقتًا أسرع للوصول إلى السوق.
• تعزيز الأمان: توفر المنصات بدون خادم عادةً ميزات أمان قوية، بما في ذلك التصحيح التلقائي والحماية من ثغرات الويب الشائعة. نظرًا لأن البنية التحتية الأساسية تتم إدارتها بواسطة مزود الخدمة السحابية، لا يحتاج المطورون إلى القلق بشأن تأمين نظام التشغيل أو برامج الخادم.
• نشر مبسط: غالبًا ما يكون نشر الوظائف الفردية أبسط وأسرع من نشر تطبيق بأكمله. تقدم العديد من المنصات أدوات سطر الأوامر وتكاملات CI/CD لتبسيط عملية النشر.
• التوافر العالمي: يقدم معظم مزودي الخدمات السحابية توزيعًا عالميًا للوظائف بدون خادم، مما يتيح وصولاً بزمن استجابة منخفض للمستخدمين في جميع أنحاء العالم. يمكن نشر الوظائف في مناطق متعددة، مما يضمن التوافر العالي ويقلل من زمن الاستجابة للمستخدمين في مواقع جغرافية مختلفة.

حالات الاستخدام الشائعة للواجهات الأمامية بدون خادم

تعتبر الواجهات الأمامية بدون خادم مناسبة تمامًا لمجموعة متنوعة من حالات الاستخدام، بما في ذلك:

• بوابات API: إنشاء واجهات برمجة تطبيقات (APIs) مخصصة لتطبيقات الواجهة الأمامية عن طريق توجيه الطلبات إلى وظائف مختلفة. على سبيل المثال، يمكن لبوابة API توجيه الطلبات إلى وظيفة تسترجع بيانات المستخدم، ووظيفة أخرى تعالج المدفوعات، ووظيفة ثالثة ترسل إشعارات بالبريد الإلكتروني.
• إرسال النماذج: معالجة بيانات إرسال النماذج دون الحاجة إلى خادم خلفي مخصص. يمكن لوظيفة بدون خادم معالجة بيانات النموذج والتحقق من صحتها وتخزينها في قاعدة بيانات أو إرسالها إلى خدمة طرف ثالث. وهذا شائع لنماذج الاتصال ونماذج التسجيل ونماذج الاستطلاع.
• معالجة الصور والفيديو: تغيير حجم الصور ومقاطع الفيديو وتحسينها وتحويلها عند الطلب. يمكن تشغيل وظيفة عند قيام مستخدم بتحميل صورة، وتغيير حجمها تلقائيًا إلى أحجام مختلفة لأجهزة مختلفة.
• المصادقة والتفويض: تنفيذ منطق مصادقة المستخدم وتفويضه. يمكن للوظائف بدون خادم التكامل مع مزودي الهوية للتحقق من بيانات اعتماد المستخدم والتحكم في الوصول إلى الموارد المحمية. تشمل الأمثلة استخدام OAuth 2.0 للسماح للمستخدمين بتسجيل الدخول باستخدام حساباتهم في Google أو Facebook.
• تحويل البيانات وإثرائها: تحويل وإثراء البيانات قبل عرضها في الواجهة الأمامية. قد يتضمن ذلك جلب البيانات من مصادر متعددة، ودمجها، وتنسيقها للعرض. على سبيل المثال، يمكن لوظيفة جلب بيانات الطقس من API ودمجها مع بيانات الموقع من API آخر لعرض توقعات الطقس المحلية.
• المهام المجدولة: تشغيل المهام المجدولة، مثل إرسال النشرات الإخبارية عبر البريد الإلكتروني أو إنشاء التقارير. يقدم مزودو الخدمات السحابية دعمًا مدمجًا لجدولة الوظائف لتعمل في فترات زمنية محددة. من حالات الاستخدام الشائعة إرسال ملخصات بريد إلكتروني يومية أو أسبوعية للمستخدمين.
• Webhooks: الاستجابة للأحداث من خدمات الطرف الثالث عبر webhooks. يمكن تشغيل وظيفة عند تقديم طلب جديد على منصة للتجارة الإلكترونية، وإرسال إشعار إلى العميل.
• إنشاء المحتوى الديناميكي: إنشاء محتوى ديناميكي فوريًا، مثل التوصيات المخصصة أو متغيرات اختبار A/B. يمكن لوظيفة بدون خادم تخصيص المحتوى المعروض لكل مستخدم بناءً على تفضيلاتهم وسلوكهم.

تنفيذ الواجهات الأمامية بدون خادم: دليل عملي

إليك دليل خطوة بخطوة لتنفيذ الواجهات الأمامية بدون خادم باستخدام FaaS:

1. اختر منصة FaaS

اختر منصة FaaS تتوافق مع متطلبات مشروعك وخبرتك الفنية. ضع في اعتبارك عوامل مثل التسعير واللغات المدعومة وسهولة الاستخدام والتكامل مع الخدمات الأخرى.

مثال: لتطبيق واجهة أمامية يعتمد بشكل كبير على JavaScript، قد تكون Netlify Functions أو Vercel Serverless Functions خيارًا جيدًا نظرًا لتكاملها الوثيق مع أطر عمل الواجهة الأمامية الشائعة مثل React و Vue.js.

2. حدد وظائفك

حدد المهام الخلفية المحددة التي يمكن تفويضها إلى وظائف بدون خادم. قم بتقسيم المهام المعقدة إلى وظائف أصغر ومستقلة.

مثال: بدلاً من وظيفة واحدة تتعامل مع عملية تسجيل المستخدم بأكملها، قم بإنشاء وظائف منفصلة للتحقق من صحة عنوان البريد الإلكتروني، وتجزئة كلمة المرور، وتخزين بيانات المستخدم في قاعدة البيانات.

3. اكتب وظائفك

اكتب الكود الخاص بوظائفك باستخدام اللغة (أو اللغات) المدعومة من منصة FaaS التي اخترتها. تأكد من أن وظائفك عديمة الحالة (stateless) ومتكررة التأثير (idempotent).

مثال (Node.js مع AWS Lambda):

exports.handler = async (event) => { const name = event.queryStringParameters.name || 'World'; const response = { statusCode: 200, body: `Hello, ${name}! `, }; return response; };

4. تكوين مشغلات الأحداث

قم بتكوين مشغلات الأحداث التي ستستدعي وظائفك. قد يكون هذا طلب HTTP، أو تحديثًا في قاعدة البيانات، أو مهمة مجدولة.

مثال: قم بتكوين بوابة API لتوجيه طلبات HTTP إلى وظيفتك عندما يرسل مستخدم نموذجًا على الواجهة الأمامية.

5. انشر وظائفك

انشر وظائفك على منصة FaaS باستخدام أدوات سطر الأوامر الخاصة بالمنصة أو واجهة الويب.

مثال: استخدم الأمر netlify deploy لنشر وظائفك على Netlify.

6. اختبر وظائفك

اختبر وظائفك بدقة للتأكد من أنها تعمل بشكل صحيح. استخدم اختبارات الوحدة (unit tests) واختبارات التكامل (integration tests) والاختبارات الشاملة (end-to-end tests) لتغطية جميع السيناريوهات الممكنة.

7. راقب وحسّن

راقب أداء وظائفك وحدد مجالات التحسين. انتبه إلى وقت التنفيذ واستخدام الذاكرة ومعدلات الخطأ.

مثال: استخدم أدوات المراقبة الخاصة بمنصة FaaS لتحديد الوظائف البطيئة وتحسين الكود الخاص بها لتحسين الأداء.

التكامل مع أطر عمل الواجهة الأمامية

يمكن دمج الواجهات الأمامية بدون خادم بسلاسة مع أطر عمل الواجهة الأمامية الشائعة مثل React و Vue.js و Angular.

• React: يمكن استخدام مكتبات مثل react-query و swr لإدارة جلب البيانات من الوظائف بدون خادم في تطبيق React.
• Vue.js: نظام التفاعلية (reactivity system) في Vue يجعل من السهل التكامل مع الوظائف بدون خادم. تُستخدم مكتبة axios بشكل شائع لإجراء استدعاءات API للوظائف بدون خادم من مكونات Vue.
• Angular: يمكن استخدام وحدة HttpClient في Angular للتواصل مع الوظائف بدون خادم. توفر Observables طريقة قوية للتعامل مع تدفقات البيانات غير المتزامنة من الوظائف بدون خادم.

اعتبارات الأمان

بينما توفر منصات FaaS بيئة آمنة، من الضروري اتباع أفضل ممارسات الأمان عند تطوير الوظائف بدون خادم:

• التحقق من صحة الإدخال: تحقق دائمًا من إدخال المستخدم لمنع هجمات الحقن (injection attacks).
• تأمين التبعيات: حافظ على تحديث تبعيات وظائفك لتصحيح الثغرات الأمنية. استخدم أدوات مثل npm audit أو yarn audit لتحديد وإصلاح الثغرات في تبعياتك.
• مبدأ الامتياز الأقل: امنح وظائفك فقط الأذونات اللازمة للوصول إلى الموارد الأخرى. تجنب منح الوظائف أذونات واسعة جدًا.
• متغيرات البيئة: قم بتخزين المعلومات الحساسة، مثل مفاتيح API وبيانات اعتماد قاعدة البيانات، في متغيرات البيئة بدلاً من كتابتها مباشرة في الكود.
• تحديد المعدل (Rate Limiting): قم بتنفيذ تحديد المعدل لمنع إساءة الاستخدام وهجمات الحرمان من الخدمة (denial-of-service).
• عمليات تدقيق أمنية منتظمة: قم بإجراء عمليات تدقيق أمنية منتظمة لتحديد ومعالجة الثغرات المحتملة.

استراتيجيات إدارة التكاليف

بينما يمكن أن تكون الواجهات الأمامية بدون خادم فعالة من حيث التكلفة، من المهم تنفيذ استراتيجيات لإدارة التكاليف بفعالية:

• تحسين وقت تنفيذ الوظيفة: قلل من وقت تنفيذ وظائفك عن طريق تحسين الكود وتقليل العمليات غير الضرورية.
• تقليل استخدام الذاكرة: خصص الكمية المناسبة من الذاكرة لوظائفك. تجنب تخصيص ذاكرة مفرطة، حيث يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة التكاليف.
• استخدام التخزين المؤقت (Caching): قم بتخزين البيانات التي يتم الوصول إليها بشكل متكرر لتقليل عدد استدعاءات الوظائف.
• مراقبة الاستخدام: راقب استخدام وظائفك بانتظام وحدد المجالات التي يمكن فيها تقليل التكاليف.
• اختر المنطقة الصحيحة: انشر وظائفك في المنطقة الأقرب لمستخدميك لتقليل زمن الاستجابة وتحسين الأداء. ومع ذلك، كن على علم بأن الأسعار قد تختلف بين المناطق.
• ضع في اعتبارك التزامن المحجوز (Reserved Concurrency): بالنسبة للوظائف الحرجة التي تتطلب أداءً ثابتًا، ضع في اعتبارك استخدام التزامن المحجوز لضمان توفر عدد معين من مثيلات الوظائف دائمًا.

مستقبل الواجهات الأمامية بدون خادم

الواجهات الأمامية بدون خادم هي مجال سريع التطور. يمكننا أن نتوقع رؤية المزيد من التطورات في منصات FaaS، وأدوات محسّنة، وزيادة اعتماد المعماريات بدون خادم في السنوات القادمة.

تشمل بعض الاتجاهات المستقبلية المحتملة ما يلي:

• الحوسبة الطرفية (Edge Computing): نشر الوظائف بدون خادم أقرب إلى حافة الشبكة لتقليل زمن الاستجابة بشكل أكبر.
• WebAssembly (Wasm): استخدام WebAssembly لتشغيل الوظائف بدون خادم في المتصفح أو بيئات أخرى محدودة الموارد.
• الوظائف المدعومة بالذكاء الاصطناعي: دمج قدرات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في الوظائف بدون خادم.
• تجربة مطور محسّنة: أدوات وسير عمل أكثر تبسيطًا لتطوير واختبار ونشر الوظائف بدون خادم.
• الحاويات بدون خادم (Serverless Containers): الجمع بين مزايا الحوسبة بدون خادم ومرونة الحاويات.

الخاتمة

تقدم معمارية الواجهات الأمامية بدون خادم، التي تقودها الوظيفة-كخدمة، نهجًا قويًا ومرنًا لبناء تطبيقات الويب الحديثة. من خلال فصل الواجهة الأمامية عن الخوادم الخلفية التقليدية، يمكن للمطورين التركيز على إنشاء تجارب مستخدم جذابة مع الاستفادة من مزايا قابلية التوسع وفعالية التكلفة والأمان للحوسبة بدون خادم. مع استمرار نضج النظام البيئي بدون خادم، يمكننا أن نتوقع رؤية المزيد من التطبيقات المبتكرة للواجهات الأمامية بدون خادم في السنوات القادمة. إن تبني هذا التحول النموذجي يمكن أن يمكّن المطورين من بناء تطبيقات ويب أسرع وأكثر قابلية للتطوير وكفاءة لجمهور عالمي.

يوفر هذا النهج فرصًا للمطورين في جميع أنحاء العالم، بغض النظر عن الموقع الجغرافي أو الوصول إلى البنية التحتية، للمساهمة وبناء تطبيقات ويب مبتكرة. إنه يمكّن الفرق الصغيرة والمطورين الأفراد من التنافس مع المؤسسات الأكبر من خلال توفير الوصول إلى بنية تحتية قابلة للتطوير وفعالة من حيث التكلفة. لا شك أن مستقبل تطوير الويب يتجه نحو المعماريات بدون خادم، وفهم وتبني هذا النموذج أمر بالغ الأهمية للبقاء في الطليعة في هذه الصناعة دائمة التطور.