ادغام TypeScript با Docker: ایمنی نوع کانتینر برای برنامه‌های کاربردی قوی

در توسعه نرم‌افزار مدرن، کانتینری‌سازی با استفاده از Docker به یک روش استاندارد تبدیل شده است. ترکیب آن با ایمنی نوع ارائه شده توسط TypeScript، به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد برنامه‌های کاربردی قابل اعتمادتر و قابل نگهداری‌تری ایجاد کنند. این راهنمای جامع به بررسی چگونگی ادغام مؤثر TypeScript با Docker می‌پردازد و ایمنی نوع کانتینر را در طول چرخه عمر توسعه تضمین می‌کند.

چرا TypeScript و Docker؟

TypeScript تایپ استاتیک را به JavaScript می‌آورد و به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد خطاها را در مراحل اولیه فرآیند توسعه شناسایی کنند. این امر خطاهای زمان اجرا را کاهش داده و کیفیت کد را بهبود می‌بخشد. Docker یک محیط سازگار و مجزا برای برنامه‌های کاربردی فراهم می‌کند و تضمین می‌کند که آنها به طور قابل اعتماد در محیط‌های مختلف، از توسعه تا تولید، اجرا می‌شوند.

ادغام این دو فناوری مزایای کلیدی متعددی را ارائه می‌دهد:

• ایمنی نوع پیشرفته: خطاهای مربوط به نوع را در زمان ساخت، به جای زمان اجرا در داخل کانتینر، شناسایی کنید.
• بهبود کیفیت کد: تایپ استاتیک TypeScript ساختار کد بهتر و قابلیت نگهداری را تشویق می‌کند.
• محیط‌های سازگار: Docker تضمین می‌کند که برنامه شما در یک محیط سازگار، صرف نظر از زیرساخت زیربنایی، اجرا می‌شود.
• استقرار ساده شده: Docker فرآیند استقرار را ساده می‌کند و استقرار برنامه‌ها را در محیط‌های مختلف آسان‌تر می‌کند.
• افزایش بهره‌وری: تشخیص زودهنگام خطا و محیط‌های سازگار به افزایش بهره‌وری توسعه‌دهندگان کمک می‌کند.

راه‌اندازی پروژه TypeScript خود با Docker

برای شروع، به یک پروژه TypeScript و Docker نصب شده روی دستگاه خود نیاز دارید. در اینجا یک راهنمای گام به گام آورده شده است:

1. مقداردهی اولیه پروژه

یک دایرکتوری جدید برای پروژه خود ایجاد کنید و یک پروژه TypeScript را مقداردهی اولیه کنید:

            mkdir typescript-docker
cd typescript-docker
npm init -y
npm install typescript --save-dev
tsc --init
            

              
                Copy
              
            
          

این کار یک فایل `package.json` و یک فایل `tsconfig.json` ایجاد می‌کند که کامپایلر TypeScript را پیکربندی می‌کند.

2. پیکربندی TypeScript

فایل `tsconfig.json` را باز کنید و گزینه‌های کامپایلر را مطابق با الزامات پروژه خود پیکربندی کنید. یک پیکربندی اساسی ممکن است به این صورت باشد:

            {
  "compilerOptions": {
    "target": "es6",
    "module": "commonjs",
    "outDir": "./dist",
    "rootDir": "./src",
    "strict": true,
    "esModuleInterop": true,
    "skipLibCheck": true,
    "forceConsistentCasingInFileNames": true
  }
}
            

              
                Copy
              
            
          

در اینجا تجزیه گزینه‌های کلیدی آورده شده است:

• `target`: نسخه هدف ECMAScript را مشخص می‌کند.
• `module`: تولید کد ماژول را مشخص می‌کند.
• `outDir`: دایرکتوری خروجی برای فایل‌های کامپایل شده JavaScript را مشخص می‌کند.
• `rootDir`: دایرکتوری ریشه فایل‌های منبع را مشخص می‌کند.
• `strict`: تمام گزینه‌های بررسی نوع سختگیرانه را فعال می‌کند.
• `esModuleInterop`: قابلیت همکاری بین ماژول‌های CommonJS و ES را فعال می‌کند.

3. ایجاد فایل‌های منبع

یک دایرکتوری `src` ایجاد کنید و فایل‌های منبع TypeScript خود را اضافه کنید. به عنوان مثال، فایلی به نام `src/index.ts` با محتوای زیر ایجاد کنید:

            // src/index.ts
function greet(name: string): string {
  return `Hello, ${name}!`;
}

console.log(greet("World"));
            

              
                Copy
              
            
          

4. ایجاد یک Dockerfile

یک `Dockerfile` در ریشه پروژه خود ایجاد کنید. این فایل مراحل مورد نیاز برای ساخت تصویر Docker شما را تعریف می‌کند.

            # Use an official Node.js runtime as a parent image
FROM node:18-alpine

# Set the working directory in the container
WORKDIR /app

# Copy package.json and package-lock.json to the working directory
COPY package*.json ./

# Install dependencies
RUN npm install

# Copy TypeScript source files
COPY src ./src

# Compile TypeScript code
RUN npm run tsc

# Expose the port your app runs on
EXPOSE 3000

# Command to run the application
CMD ["node", "dist/index.js"]
            

              
                Copy
              
            
          

بیایید `Dockerfile` را تجزیه کنیم:

• `FROM node:18-alpine`: از تصویر رسمی Node.js Alpine Linux به عنوان تصویر پایه استفاده می‌کند. Alpine Linux یک توزیع سبک وزن است که منجر به اندازه‌های تصویر کوچکتر می‌شود.
• `WORKDIR /app`: دایرکتوری کار را در داخل کانتینر روی `/app` تنظیم می‌کند.
• `COPY package*.json ./`: فایل‌های `package.json` و `package-lock.json` را در دایرکتوری کار کپی می‌کند.
• `RUN npm install`: وابستگی‌های پروژه را با استفاده از `npm` نصب می‌کند.
• `COPY src ./src`: فایل‌های منبع TypeScript را در دایرکتوری کار کپی می‌کند.
• `RUN npm run tsc`: کد TypeScript را با استفاده از دستور `tsc` کامپایل می‌کند (شما باید این اسکریپت را در `package.json` خود تعریف کنید).
• `EXPOSE 3000`: پورت 3000 را برای اجازه دسترسی خارجی به برنامه در معرض دید قرار می‌دهد.
• `CMD ["node", "dist/index.js"]`: دستوری را مشخص می‌کند که هنگام شروع کانتینر برای اجرای برنامه استفاده می‌شود.

5. افزودن یک اسکریپت ساخت

یک اسکریپت `build` به فایل `package.json` خود اضافه کنید تا کد TypeScript را کامپایل کنید:

            {
  "name": "typescript-docker",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "build": "tsc",
    "start": "node dist/index.js"
  },
  "keywords": [],
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "typescript": "^4.0.0"
  },
  "dependencies": {}
}
            

              
                Copy
              
            
          

6. ساخت تصویر Docker

با استفاده از دستور زیر تصویر Docker را بسازید:

            docker build -t typescript-docker .
            

              
                Copy
              
            
          

این دستور تصویر را با استفاده از `Dockerfile` در دایرکتوری فعلی می‌سازد و آن را به عنوان `typescript-docker` تگ می‌کند. `.` زمینه ساخت را مشخص می‌کند که دایرکتوری فعلی است.

7. اجرای کانتینر Docker

با استفاده از دستور زیر کانتینر Docker را اجرا کنید:

            docker run -p 3000:3000 typescript-docker
            

              
                Copy
              
            
          

این دستور تصویر `typescript-docker` را اجرا می‌کند و پورت 3000 را روی دستگاه میزبان به پورت 3000 در کانتینر نگاشت می‌کند. باید خروجی "Hello, World!" را در ترمینال خود ببینید.

ادغام پیشرفته TypeScript و Docker

اکنون که یک راه‌اندازی اساسی TypeScript و Docker دارید، بیایید برخی از تکنیک‌های پیشرفته را برای بهبود گردش کار توسعه خود و اطمینان از ایمنی نوع کانتینر بررسی کنیم.

1. استفاده از Docker Compose

Docker Compose مدیریت برنامه‌های کاربردی چند کانتینری را ساده می‌کند. می‌توانید سرویس‌ها، شبکه‌ها و حجم‌های برنامه خود را در یک فایل `docker-compose.yml` تعریف کنید. در اینجا یک مثال آورده شده است:

            version: "3.8"
services:
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - ./src:/app/src
    environment:
      NODE_ENV: development
            

              
                Copy
              
            
          

این فایل `docker-compose.yml` یک سرویس واحد به نام `app` را تعریف می‌کند. زمینه ساخت، Dockerfile، نگاشت‌های پورت، حجم‌ها و متغیرهای محیطی را مشخص می‌کند.

برای شروع برنامه با استفاده از Docker Compose، دستور زیر را اجرا کنید:

            docker-compose up -d
            

              
                Copy
              
            
          

علامت `-d` برنامه را در حالت جدا شده اجرا می‌کند، به این معنی که در پس‌زمینه اجرا می‌شود.

Docker Compose به ویژه زمانی مفید است که برنامه شما از چندین سرویس تشکیل شده باشد، مانند فرانت‌اند، بک‌اند و پایگاه داده.

2. گردش کار توسعه با بارگذاری مجدد داغ

برای تجربه توسعه بهتر، می‌توانید بارگذاری مجدد داغ را پیکربندی کنید، که وقتی تغییراتی در کد منبع ایجاد می‌کنید، برنامه را به طور خودکار به‌روزرسانی می‌کند. این کار را می‌توان با استفاده از ابزارهایی مانند `nodemon` و `ts-node` انجام داد.

ابتدا وابستگی‌های مورد نیاز را نصب کنید:

            npm install nodemon ts-node --save-dev
            

              
                Copy
              
            
          

در مرحله بعد، فایل `package.json` خود را با یک اسکریپت `dev` به روز کنید:

            {
  "name": "typescript-docker",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "build": "tsc",
    "start": "node dist/index.js",
    "dev": "nodemon --watch 'src/**/*.ts' --exec ts-node src/index.ts"
  },
  "keywords": [],
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "typescript": "^4.0.0",
    "nodemon": "^2.0.0",
    "ts-node": "^9.0.0"
  },
  "dependencies": {}
}
            

              
                Copy
              
            
          

فایل `docker-compose.yml` را تغییر دهید تا دایرکتوری کد منبع را به کانتینر متصل کنید

            version: "3.8"
services:
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - ./src:/app/src
      - ./node_modules:/app/node_modules
    environment:
      NODE_ENV: development
            

              
                Copy
              
            
          

Dockerfile را برای حذف مرحله کامپایل به روز کنید:

            # Use an official Node.js runtime as a parent image
FROM node:18-alpine

# Set the working directory in the container
WORKDIR /app

# Copy package.json and package-lock.json to the working directory
COPY package*.json ./

# Install dependencies
RUN npm install

# Copy TypeScript source files
COPY src ./src

# Expose the port your app runs on
EXPOSE 3000

# Command to run the application
CMD ["npm", "run", "dev"]
            

              
                Copy
              
            
          

اکنون، برنامه را با استفاده از Docker Compose اجرا کنید:

            docker-compose up -d
            

              
                Copy
              
            
          

هر تغییری که در فایل‌های منبع TypeScript ایجاد کنید، به طور خودکار باعث راه‌اندازی مجدد برنامه در داخل کانتینر می‌شود و تجربه توسعه سریع‌تر و کارآمدتری را ارائه می‌دهد.

3. ساخت‌های چند مرحله‌ای

ساخت‌های چند مرحله‌ای یک تکنیک قدرتمند برای بهینه‌سازی اندازه‌های تصویر Docker هستند. آنها به شما اجازه می‌دهند از چندین دستورالعمل `FROM` در یک `Dockerfile` استفاده کنید و مصنوعات را از یک مرحله به مرحله دیگر کپی کنید.

در اینجا یک مثال از یک `Dockerfile` چند مرحله‌ای برای یک برنامه کاربردی TypeScript آورده شده است:

            # Stage 1: Build the application
FROM node:18-alpine as builder

WORKDIR /app

COPY package*.json ./

RUN npm install

COPY src ./src

RUN npm run build

# Stage 2: Create the final image
FROM node:18-alpine

WORKDIR /app

COPY package*.json ./

RUN npm install --production

COPY --from=builder /app/dist ./dist

EXPOSE 3000

CMD ["node", "dist/index.js"]
            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، مرحله اول (`builder`) کد TypeScript را کامپایل می‌کند و فایل‌های JavaScript را تولید می‌کند. مرحله دوم تصویر نهایی را ایجاد می‌کند و فقط فایل‌های ضروری را از مرحله اول کپی می‌کند. این منجر به اندازه تصویر کوچکتر می‌شود، زیرا شامل وابستگی‌های توسعه یا فایل‌های منبع TypeScript نمی‌شود.

4. استفاده از متغیرهای محیطی

متغیرهای محیطی یک راه مناسب برای پیکربندی برنامه شما بدون تغییر کد هستند. می‌توانید متغیرهای محیطی را در فایل `docker-compose.yml` خود تعریف کنید یا آنها را به عنوان آرگومان‌های خط فرمان هنگام اجرای کانتینر ارسال کنید.

برای دسترسی به متغیرهای محیطی در کد TypeScript خود، از شیء `process.env` استفاده کنید:

            // src/index.ts
const port = process.env.PORT || 3000;

console.log(`Server listening on port ${port}`);
            

              
                Copy
              
            
          

در فایل `docker-compose.yml` خود، متغیر محیطی را تعریف کنید:

            version: "3.8"
services:
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      PORT: 3000
            

              
                Copy
              
            
          

5. نصب حجم برای ماندگاری داده

نصب حجم به شما امکان می‌دهد داده‌ها را بین دستگاه میزبان و کانتینر به اشتراک بگذارید. این برای ماندگاری داده‌ها، مانند پایگاه‌های داده یا فایل‌های آپلود شده، حتی زمانی که کانتینر متوقف یا حذف می‌شود، مفید است.

برای نصب یک حجم، گزینه `volumes` را در فایل `docker-compose.yml` خود مشخص کنید:

            version: "3.8"
services:
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - ./data:/app/data
    environment:
      NODE_ENV: development
            

              
                Copy
              
            
          

این کار دایرکتوری `./data` را روی دستگاه میزبان به دایرکتوری `/app/data` در کانتینر متصل می‌کند. هر فایلی که در دایرکتوری `/app/data` ایجاد شود، روی دستگاه میزبان ماندگار خواهد شد.

اطمینان از ایمنی نوع کانتینر

در حالی که Docker یک محیط سازگار را فراهم می‌کند، اطمینان از اینکه کد TypeScript شما از نظر نوع در داخل کانتینر ایمن است، بسیار مهم است. در اینجا برخی از بهترین روش‌ها آورده شده است:

1. پیکربندی سختگیرانه TypeScript

تمام گزینه‌های بررسی نوع سختگیرانه را در فایل `tsconfig.json` خود فعال کنید. این به شما کمک می‌کند تا خطاهای احتمالی مربوط به نوع را در مراحل اولیه فرآیند توسعه شناسایی کنید. اطمینان حاصل کنید که "strict": true در tsconfig.json شما وجود دارد.

2. لینتینگ و قالب‌بندی کد

از یک لینتر و قالب‌بند کد، مانند ESLint و Prettier، برای اعمال استانداردهای کدنویسی و شناسایی خطاهای احتمالی استفاده کنید. این ابزارها را در فرآیند ساخت خود ادغام کنید تا به طور خودکار کد خود را برای خطاها و ناسازگاری‌ها بررسی کنید.

3. تست واحد

تست‌های واحد بنویسید تا عملکرد کد خود را تأیید کنید. تست‌های واحد می‌توانند به شما در شناسایی خطاهای مربوط به نوع کمک کنند و اطمینان حاصل کنند که کد شما همانطور که انتظار می‌رود رفتار می‌کند. کتابخانه‌های زیادی برای تست واحد در Typescript مانند Jest و Mocha وجود دارد.

4. یکپارچه‌سازی مداوم و استقرار مداوم (CI/CD)

یک خط لوله CI/CD را برای خودکارسازی فرآیند ساخت، آزمایش و استقرار پیاده‌سازی کنید. این به شما کمک می‌کند تا خطاها را زودتر شناسایی کرده و اطمینان حاصل کنید که برنامه شما همیشه در حالت قابل استقرار است. ابزارهایی مانند Jenkins، GitLab CI و GitHub Actions را می‌توان برای ایجاد خطوط لوله CI/CD استفاده کرد.

5. نظارت و ثبت وقایع

نظارت و ثبت وقایع را برای ردیابی عملکرد و رفتار برنامه خود در تولید پیاده‌سازی کنید. این به شما کمک می‌کند تا مشکلات احتمالی را شناسایی کرده و اطمینان حاصل کنید که برنامه شما به خوبی در حال اجرا است. ابزارهایی مانند Prometheus و Grafana را می‌توان برای نظارت استفاده کرد، در حالی که ابزارهایی مانند ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) را می‌توان برای ثبت وقایع استفاده کرد.

مثال‌ها و موارد استفاده در دنیای واقعی

در اینجا چند نمونه از نحوه استفاده از TypeScript و Docker با هم در دنیای واقعی آورده شده است:

• معماری میکروسرویس‌ها: TypeScript و Docker یک تناسب طبیعی برای معماری‌های میکروسرویس‌ها هستند. هر میکروسرویس را می‌توان به عنوان یک پروژه TypeScript جداگانه توسعه داد و به عنوان یک کانتینر Docker مستقر کرد.
• برنامه‌های کاربردی وب: TypeScript را می‌توان برای توسعه فرانت‌اند و بک‌اند برنامه‌های کاربردی وب استفاده کرد. Docker را می‌توان برای کانتینری‌سازی برنامه و استقرار آن در محیط‌های مختلف استفاده کرد.
• توابع بدون سرور: TypeScript را می‌توان برای نوشتن توابع بدون سرور استفاده کرد، که می‌توان آنها را به عنوان کانتینرهای Docker در پلتفرم‌های بدون سرور مانند AWS Lambda یا Google Cloud Functions مستقر کرد.
• خطوط لوله داده: TypeScript را می‌توان برای توسعه خطوط لوله داده استفاده کرد، که می‌توان آنها را با استفاده از Docker کانتینری‌سازی کرد و در پلتفرم‌های پردازش داده مانند Apache Spark یا Apache Flink مستقر کرد.

مثال: یک پلتفرم تجارت الکترونیک جهانی

یک پلتفرم تجارت الکترونیک جهانی را تصور کنید که از چندین زبان و ارز پشتیبانی می‌کند. بک‌اند با استفاده از Node.js و TypeScript ساخته شده است و میکروسرویس‌های مختلفی کاتالوگ محصول، پردازش سفارش و ادغام درگاه پرداخت را مدیریت می‌کنند. هر میکروسرویس با استفاده از Docker کانتینری شده است و استقرار سازگار در مناطق ابری مختلف (به عنوان مثال، AWS در آمریکای شمالی، Azure در اروپا و Google Cloud Platform در آسیا) را تضمین می‌کند. ایمنی نوع TypeScript به جلوگیری از خطاهای مربوط به تبدیل ارز یا توضیحات محصول محلی‌سازی شده کمک می‌کند، در حالی که Docker تضمین می‌کند که هر میکروسرویس در یک محیط سازگار، صرف نظر از زیرساخت زیربنایی، اجرا می‌شود.

مثال: یک برنامه کاربردی لجستیک بین المللی

یک برنامه کاربردی لجستیک بین المللی را در نظر بگیرید که محموله‌ها را در سراسر جهان ردیابی می‌کند. این برنامه کاربردی از TypeScript برای توسعه فرانت‌اند و بک‌اند استفاده می‌کند. فرانت‌اند یک رابط کاربری برای ردیابی محموله‌ها ارائه می‌دهد، در حالی که بک‌اند پردازش داده‌ها و ادغام با ارائه‌دهندگان حمل و نقل مختلف (به عنوان مثال، FedEx، DHL، UPS) را مدیریت می‌کند. کانتینرهای Docker برای استقرار برنامه در مراکز داده مختلف در سراسر جهان استفاده می‌شوند و تأخیر کم و در دسترس بودن بالا را تضمین می‌کنند. TypeScript به اطمینان از سازگاری مدل‌های داده مورد استفاده برای ردیابی محموله‌ها کمک می‌کند، در حالی که Docker استقرار یکپارچه در زیرساخت‌های متنوع را تسهیل می‌کند.

نتیجه‌گیری

ادغام TypeScript با Docker یک ترکیب قدرتمند برای ساخت برنامه‌های کاربردی قوی و قابل نگهداری فراهم می‌کند. با بهره‌گیری از ایمنی نوع TypeScript و قابلیت‌های کانتینری‌سازی Docker، توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های کاربردی ایجاد کنند که قابل اعتمادتر، آسان‌تر برای استقرار و بهره‌ورتر برای توسعه هستند. با پیروی از بهترین روش‌های ذکر شده در این راهنما، می‌توانید به طور موثر TypeScript و Docker را در گردش کار توسعه خود ادغام کرده و ایمنی نوع کانتینر را در طول چرخه عمر توسعه تضمین کنید.

منابع بیشتر

• وب‌سایت رسمی TypeScript
• وب‌سایت رسمی Docker
• مستندات Docker Compose