طراحی API تایپ‌اسکریپت: ساخت یک معماری رابط کاربری نوع-ایمن

در توسعه نرم‌افزار مدرن، APIها (رابط‌های برنامه‌نویسی کاربردی) ستون فقرات ارتباط بین سیستم‌ها و سرویس‌های مختلف هستند. اطمینان از قابلیت اطمینان و قابلیت نگهداری این APIها بسیار مهم است، به خصوص با افزایش پیچیدگی برنامه‌ها. تایپ‌اسکریپت، با قابلیت‌های تایپ قوی خود، مجموعه‌ای قدرتمند از ابزارها را برای طراحی APIهای نوع-ایمن ارائه می‌دهد، که خطاهای زمان اجرا را کاهش می‌دهد و بهره‌وری توسعه‌دهنده را بهبود می‌بخشد.

طراحی API نوع-ایمن چیست؟

طراحی API نوع-ایمن بر استفاده از تایپ‌بندی استاتیک برای به دام انداختن خطاها در مراحل اولیه فرآیند توسعه تمرکز دارد. با تعریف رابط‌ها و ساختارهای داده‌ای روشن، می‌توانیم اطمینان حاصل کنیم که داده‌های عبوری از API از یک قرارداد از پیش تعریف شده پیروی می‌کنند. این رویکرد رفتار غیرمنتظره را به حداقل می‌رساند، اشکال‌زدایی را ساده می‌کند و استحکام کلی برنامه را افزایش می‌دهد.

یک API نوع-ایمن بر این اصل استوار است که هر قطعه داده‌ای که منتقل می‌شود، دارای نوع و ساختار تعریف شده است. این به کامپایلر اجازه می‌دهد تا درستی کد را در زمان کامپایل تأیید کند، نه اینکه به بررسی‌های زمان اجرا متکی باشد، که می‌تواند پرهزینه و دشوار باشد.

مزایای طراحی API نوع-ایمن با تایپ‌اسکریپت

• خطاهای زمان اجرا کاهش یافته: سیستم تایپ تایپ‌اسکریپت بسیاری از خطاها را در طول توسعه می‌گیرد و از رسیدن آنها به تولید جلوگیری می‌کند.
• قابلیت نگهداری کد بهبود یافته: تعاریف نوع روشن، درک و اصلاح کد را آسان‌تر می‌کند و خطر معرفی باگ‌ها در طول بازسازی را کاهش می‌دهد.
• بهره‌وری توسعه‌دهنده افزایش یافته: تکمیل خودکار و بررسی نوع در IDEها، توسعه را به میزان قابل توجهی سرعت می‌بخشد و زمان اشکال‌زدایی را کاهش می‌دهد.
• همکاری بهتر: قراردادهای نوع صریح، ارتباط بین توسعه‌دهندگانی را که روی قسمت‌های مختلف سیستم کار می‌کنند، تسهیل می‌کند.
• افزایش اعتماد به کیفیت کد: ایمنی نوع، اطمینان می‌دهد که کد مطابق انتظار عمل می‌کند و ترس از خرابی‌های غیرمنتظره زمان اجرا را کاهش می‌دهد.

اصول کلیدی طراحی API نوع-ایمن در تایپ‌اسکریپت

برای طراحی APIهای نوع-ایمن موثر، اصول زیر را در نظر بگیرید:

1. رابط‌ها و انواع روشن را تعریف کنید

بنیاد طراحی API نوع-ایمن، تعریف رابط‌ها و انواع روشن و دقیق است. اینها به عنوان قراردادهایی عمل می‌کنند که ساختار داده‌های مبادله شده بین اجزای مختلف سیستم را دیکته می‌کنند.

مثال:

            
interface User {
  id: string;
  name: string;
  email: string;
  age?: number; // Optional property
  address: {
    street: string;
    city: string;
    country: string;
  };
}

type Product = {
  productId: string;
  productName: string;
  price: number;
  description?: string;
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، ما رابط‌هایی را برای User و یک نوع مستعار برای Product تعریف می‌کنیم. این تعاریف، ساختار و انواع مورد انتظار داده‌های مربوط به کاربران و محصولات را به ترتیب مشخص می‌کنند. ویژگی اختیاری age در رابط User نشان می‌دهد که این فیلد اجباری نیست.

2. از Enums برای مجموعه‌های محدود مقادیر استفاده کنید

هنگام سر و کار داشتن با یک مجموعه محدود از مقادیر ممکن، از enums برای اعمال ایمنی نوع و بهبود خوانایی کد استفاده کنید.

مثال:

            
enum OrderStatus {
  PENDING = "pending",
  PROCESSING = "processing",
  SHIPPED = "shipped",
  DELIVERED = "delivered",
  CANCELLED = "cancelled",
}

interface Order {
  orderId: string;
  userId: string;
  items: Product[];
  status: OrderStatus;
  createdAt: Date;
}

            

              
                Copy
              
            
          

در اینجا، enum OrderStatus حالت‌های ممکن یک سفارش را تعریف می‌کند. با استفاده از این enum در رابط Order، اطمینان حاصل می‌کنیم که فیلد status می‌تواند فقط یکی از مقادیر تعریف شده باشد.

3. از Generics برای اجزای قابل استفاده مجدد استفاده کنید

Generics به شما این امکان را می‌دهند که اجزای قابل استفاده مجدد ایجاد کنید که می‌توانند با انواع مختلف کار کنند در حالی که ایمنی نوع را حفظ می‌کنند.

مثال:

            
interface ApiResponse<T> {
  success: boolean;
  data?: T;
  error?: string;
}

async function getUser(id: string): Promise<ApiResponse<User>> {
  // Simulate fetching user data from an API
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      const user: User = {
        id: id,
        name: "John Doe",
        email: "john.doe@example.com",
        address: {
            street: "123 Main St",
            city: "Anytown",
            country: "USA"
        }
      };
      resolve({ success: true, data: user });
    }, 1000);
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، ApiResponse<T> یک رابط عمومی است که می‌تواند برای نشان دادن پاسخ از هر نقطه پایانی API استفاده شود. پارامتر نوع T به ما این امکان را می‌دهد که نوع فیلد data را مشخص کنیم. تابع getUser یک Promise را برمی‌گرداند که به یک ApiResponse<User> ختم می‌شود، و اطمینان می‌دهد که داده‌های برگشتی با رابط User مطابقت دارند.

4. اعتبارسنجی داده‌ها را پیاده‌سازی کنید

اعتبارسنجی داده‌ها برای اطمینان از معتبر بودن داده‌های دریافتی توسط API و مطابقت آن با قالب مورد انتظار، بسیار مهم است. تایپ‌اسکریپت، همراه با کتابخانه‌هایی مانند zod یا yup، می‌تواند برای پیاده‌سازی اعتبارسنجی داده‌های قوی استفاده شود.

مثال با استفاده از Zod:

            
import { z } from 'zod';

const UserSchema = z.object({
  id: z.string().uuid(),
  name: z.string().min(2).max(50),
  email: z.string().email(),
  age: z.number().min(0).max(150).optional(),
  address: z.object({
      street: z.string(),
      city: z.string(),
      country: z.string()
  })
});

type User = z.infer<typeof UserSchema>;

function validateUser(data: any): User {
  try {
    return UserSchema.parse(data);
  } catch (error: any) {
    console.error("Validation error:", error.errors);
    throw new Error("Invalid user data");
  }
}

// Example usage
try {
  const validUser = validateUser({
    id: "a1b2c3d4-e5f6-7890-1234-567890abcdef",
    name: "Alice",
    email: "alice@example.com",
    age: 30,
    address: {
        street: "456 Oak Ave",
        city: "Somewhere",
        country: "Canada"
    }
  });
  console.log("Valid user:", validUser);
} catch (error: any) {
  console.error("Error creating user:", error.message);
}

try {
  const invalidUser = validateUser({
    id: "invalid-id",
    name: "A",
    email: "invalid-email",
    age: -5,
    address: {
        street: "",
        city: "",
        country: ""
    }
  });
  console.log("Valid user:", invalidUser); // This line will not be reached
} catch (error: any) {
  console.error("Error creating user:", error.message);
}

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، ما از Zod برای تعریف یک طرح‌واره برای رابط User استفاده می‌کنیم. UserSchema قوانین اعتبارسنجی را برای هر فیلد، مانند قالب آدرس ایمیل و حداقل و حداکثر طول نام، مشخص می‌کند. تابع validateUser از طرح‌واره برای تجزیه و اعتبارسنجی داده‌های ورودی استفاده می‌کند. اگر داده‌ها نامعتبر باشند، یک خطای اعتبارسنجی ایجاد می‌شود.

5. مدیریت خطای قوی را پیاده‌سازی کنید

مدیریت خطای مناسب برای ارائه بازخورد آموزنده به مشتریان و جلوگیری از خرابی برنامه ضروری است. از انواع خطاهای سفارشی و میان‌افزار مدیریت خطا برای مدیریت خطاها به طور شایسته استفاده کنید.

مثال:

            
class ApiError extends Error {
  constructor(public statusCode: number, public message: string) {
    super(message);
    this.name = "ApiError";
  }
}

async function getUserFromDatabase(id: string): Promise<User> {
  // Simulate fetching user data from a database
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      if (id === "nonexistent-user") {
        reject(new ApiError(404, "User not found"));
      } else {
        const user: User = {
          id: id,
          name: "Jane Smith",
          email: "jane.smith@example.com",
          address: {
              street: "789 Pine Ln",
              city: "Hill Valley",
              country: "UK"
          }
        };
        resolve(user);
      }
    }, 500);
  });
}

async function handleGetUser(id: string) {
  try {
    const user = await getUserFromDatabase(id);
    console.log("User found:", user);
    return { success: true, data: user };
  } catch (error: any) {
    if (error instanceof ApiError) {
      console.error("API Error:", error.statusCode, error.message);
      return { success: false, error: error.message };
    } else {
      console.error("Unexpected error:", error);
      return { success: false, error: "Internal server error" };
    }
  }
}

// Example usage
handleGetUser("123").then(result => console.log(result));
handleGetUser("nonexistent-user").then(result => console.log(result));

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، ما یک کلاس سفارشی ApiError را تعریف می‌کنیم که کلاس داخلی Error را گسترش می‌دهد. این به ما امکان می‌دهد انواع خطاهای خاص را با کدهای وضعیت مرتبط ایجاد کنیم. تابع getUserFromDatabase شبیه‌سازی می‌کند که داده‌های کاربر را از یک پایگاه داده بازیابی می‌کند و در صورت عدم یافتن کاربر، می‌تواند یک ApiError ایجاد کند. تابع handleGetUser هر گونه خطایی را که توسط getUserFromDatabase ایجاد شده است، دریافت می‌کند و یک پاسخ مناسب به مشتری برمی‌گرداند. این رویکرد تضمین می‌کند که خطاها به درستی مدیریت می‌شوند و بازخورد آموزنده ارائه می‌شود.

ساخت یک معماری API نوع-ایمن

طراحی یک معماری API نوع-ایمن شامل ساختاردهی کد شما به گونه‌ای است که ایمنی نوع، قابلیت نگهداری و مقیاس‌پذیری را ارتقا دهد. الگوهای معماری زیر را در نظر بگیرید:

1. Model-View-Controller (MVC)

MVC یک الگوی معماری کلاسیک است که برنامه را به سه جزء مجزا تقسیم می‌کند: Model (داده‌ها)، View (رابط کاربری) و Controller (منطق). در یک API تایپ‌اسکریپت، Model ساختارها و انواع داده‌ها را نشان می‌دهد، View نقاط پایانی API و سریال‌سازی داده‌ها را نشان می‌دهد و Controller منطق کسب و کار و اعتبارسنجی داده‌ها را مدیریت می‌کند.

2. Domain-Driven Design (DDD)

DDD بر مدل‌سازی برنامه در اطراف دامنه کسب و کار متمرکز است. این شامل تعریف موجودیت‌ها، اشیاء ارزشی و تجمیع‌هایی است که مفاهیم اصلی دامنه را نشان می‌دهند. سیستم نوع تایپ‌اسکریپت برای پیاده‌سازی اصول DDD مناسب است، زیرا به شما امکان می‌دهد مدل‌های دامنه غنی و رسا را تعریف کنید.

3. Clean Architecture

Clean Architecture بر جداسازی نگرانی‌ها و استقلال از چارچوب‌ها و وابستگی‌های خارجی تأکید دارد. این شامل تعریف لایه‌هایی مانند لایه موجودیت‌ها (مدل‌های دامنه)، لایه موارد استفاده (منطق کسب و کار)، لایه آداپتورهای رابط (نقاط پایانی API و تبدیل داده‌ها) و لایه چارچوب‌ها و درایورها (وابستگی‌های خارجی) است. سیستم نوع تایپ‌اسکریپت می‌تواند به اعمال مرزها بین این لایه‌ها کمک کند و اطمینان حاصل کند که داده‌ها به درستی جریان دارند.

نمونه‌های عملی APIهای نوع-ایمن

بیایید برخی از نمونه‌های عملی نحوه طراحی APIهای نوع-ایمن با استفاده از تایپ‌اسکریپت را بررسی کنیم.

1. API تجارت الکترونیک

یک API تجارت الکترونیک ممکن است شامل نقاط پایانی برای مدیریت محصولات، سفارشات، کاربران و پرداخت‌ها باشد. ایمنی نوع را می‌توان با تعریف رابط‌هایی برای این موجودیت‌ها و استفاده از اعتبارسنجی داده‌ها برای اطمینان از معتبر بودن داده‌های دریافتی توسط API اعمال کرد.

مثال:

            
interface Product {
  productId: string;
  productName: string;
  description: string;
  price: number;
  imageUrl: string;
  category: string;
  stockQuantity: number;
}

interface Order {
  orderId: string;
  userId: string;
  items: { productId: string; quantity: number }[];
  totalAmount: number;
  shippingAddress: {
    street: string;
    city: string;
    country: string;
  };
  orderStatus: OrderStatus;
  createdAt: Date;
}

// API endpoint for creating a new product
async function createProduct(productData: Product): Promise<ApiResponse<Product>> {
  // Validate product data
  // Save product to database
  // Return success response
  return { success: true, data: productData };
}

            

              
                Copy
              
            
          

2. API رسانه‌های اجتماعی

یک API رسانه‌های اجتماعی ممکن است شامل نقاط پایانی برای مدیریت کاربران، پست‌ها، نظرات و لایک‌ها باشد. ایمنی نوع را می‌توان با تعریف رابط‌هایی برای این موجودیت‌ها و استفاده از enums برای نشان دادن انواع مختلف محتوا اعمال کرد.

مثال:

            
interface User {
  userId: string;
  username: string;
  fullName: string;
  profilePictureUrl: string;
  bio: string;
}

interface Post {
  postId: string;
  userId: string;
  content: string;
  createdAt: Date;
  likes: number;
  comments: Comment[];
}

interface Comment {
  commentId: string;
  userId: string;
  postId: string;
  content: string;
  createdAt: Date;
}

// API endpoint for creating a new post
async function createPost(postData: Omit<Post, 'postId' | 'createdAt' | 'likes' | 'comments'>): Promise<ApiResponse<Post>> {
  // Validate post data
  // Save post to database
  // Return success response
  return { success: true, data: {...postData, postId: "unique-post-id", createdAt: new Date(), likes: 0, comments: []} as Post };
}

            

              
                Copy
              
            
          

بهترین روش‌ها برای طراحی API نوع-ایمن

• از ویژگی‌های نوع پیشرفته تایپ‌اسکریپت استفاده کنید: از ویژگی‌هایی مانند انواع نقشه‌برداری شده، انواع شرطی و انواع ابزار برای ایجاد تعاریف نوع رسا و انعطاف‌پذیرتر استفاده کنید.
• نوشتن تست‌های واحد: نقاط پایانی API و منطق اعتبارسنجی داده‌های خود را به طور کامل آزمایش کنید تا اطمینان حاصل کنید که مطابق انتظار عمل می‌کنند.
• از ابزارهای لینت و قالب‌بندی استفاده کنید: با استفاده از ابزارهایی مانند ESLint و Prettier، سبک کدنویسی و بهترین روش‌ها را اعمال کنید.
• API خود را مستند کنید: مستندات روشن و جامعی را برای نقاط پایانی API، ساختارهای داده و مدیریت خطا خود ارائه دهید. ابزارهایی مانند Swagger می‌توانند برای تولید مستندات API از کد تایپ‌اسکریپت استفاده شوند.
• نسخه‌سازی API را در نظر بگیرید: برای تغییرات آینده در API خود با پیاده‌سازی استراتژی‌های نسخه‌سازی برنامه‌ریزی کنید.

نتیجه‌گیری

طراحی API نوع-ایمن با تایپ‌اسکریپت یک رویکرد قدرتمند برای ساخت برنامه‌های قوی، قابل نگهداری و مقیاس‌پذیر است. با تعریف رابط‌های روشن، پیاده‌سازی اعتبارسنجی داده‌ها و مدیریت خطاها به طور شایسته، می‌توانید خطاهای زمان اجرا را به میزان قابل توجهی کاهش دهید، بهره‌وری توسعه‌دهنده را بهبود بخشید و کیفیت کلی کد خود را افزایش دهید. اصول و بهترین روش‌های شرح داده شده در این راهنما را برای ایجاد APIهای نوع-ایمنی که نیازهای توسعه نرم‌افزار مدرن را برآورده می‌کنند، اتخاذ کنید.

مطالعه بیشتر

• مستندات رسمی تایپ‌اسکریپت
• Zod - اعتبارسنجی طرح‌واره اول تایپ‌اسکریپت با انواع استاتیک.
• طراحی کاربردی در تایپ‌اسکریپت