محاسبات بدون سرور با تایپ‌اسکریپت: ایمنی نوع برای توابع به عنوان سرویس

محاسبات بدون سرور نحوه ساخت و استقرار برنامه‌ها را متحول کرده است و مقیاس‌پذیری، بهره‌وری هزینه و کاهش سربار عملیاتی را ارائه می‌دهد. پلتفرم‌های تابع به عنوان سرویس (FaaS) مانند AWS Lambda، Azure Functions و Google Cloud Functions به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که بدون مدیریت سرور، بر نوشتن کد تمرکز کنند. با این حال، ماهیت پویا جاوا اسکریپت، که به طور سنتی در این محیط‌ها استفاده می‌شود، می‌تواند خطاهای زمان اجرا را معرفی کند و اشکال‌زدایی را چالش‌برانگیز کند. اینجاست که تایپ‌اسکریپت می‌درخشد و تایپ استاتیک و ابزارهای بهبود یافته را به دنیای بدون سرور می‌آورد. این پست وبلاگ بررسی می‌کند که چگونه تایپ‌اسکریپت ایمنی نوع را در معماری‌های FaaS بدون سرور بهبود می‌بخشد و قابلیت اطمینان و تجربه توسعه‌دهنده را برای تیم‌های جهانی افزایش می‌دهد.

چرا تایپ‌اسکریپت برای توابع بدون سرور؟

تایپ‌اسکریپت یک ابرمجموعه از جاوا اسکریپت است که قابلیت‌های تایپ استاتیک را اضافه می‌کند. این به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا انواع متغیرها، پارامترهای تابع و مقادیر بازگشتی را تعریف کنند و تشخیص زودهنگام خطاها را در طول توسعه به جای زمان اجرا امکان‌پذیر می‌سازد. این امر به ویژه در محیط‌های بدون سرور، که در آن توابع اغلب کوتاه‌مدت هستند و در پاسخ به رویدادها اجرا می‌شوند، حیاتی است.

مزایای تایپ‌اسکریپت در محاسبات بدون سرور:

• ایمنی نوع بهبود یافته: خطاها را در طول توسعه زودتر تشخیص دهید و خطر استثنائات زمان اجرا را کاهش دهید. به عنوان مثال، اطمینان حاصل کنید که داده‌های دریافتی از فراخوانی API قبل از پردازش، با ساختار مورد انتظار مطابقت دارد.
• قابلیت نگهداری کد بهبود یافته: حاشیه‌نویسی‌های نوع تایپ‌اسکریپت، درک و نگهداری کد را آسان‌تر می‌کند، به خصوص در پروژه‌های بزرگ بدون سرور با چندین توسعه‌دهنده. سناریویی را تصور کنید که چندین توسعه‌دهنده بر روی یک خط لوله ETL پیچیده کار می‌کنند. تایپ‌اسکریپت امکان اعمال رابط‌های سختگیرانه را برای اطمینان از سازگاری داده‌ها در سراسر خط لوله فراهم می‌کند.
• ابزارها و پشتیبانی IDE بهتر: تایپ‌اسکریپت از پشتیبانی ابزارهای عالی، از جمله تکمیل خودکار، بازسازی، و تجزیه و تحلیل استاتیک، که توسط IDE هایی مانند VS Code، WebStorm و سایرین ارائه می‌شود، بهره‌مند است. این منجر به افزایش بهره‌وری توسعه‌دهنده و کاهش زمان اشکال‌زدایی می‌شود.
• کاهش خطاهای زمان اجرا: با اعمال بررسی نوع، تایپ‌اسکریپت به جلوگیری از خطاهای رایج زمان اجرا مانند دسترسی به ویژگی‌های تعریف نشده و آرگومان‌های تابع نادرست کمک می‌کند. این منجر به برنامه‌های بدون سرور پایدارتر و قابل اعتمادتر می‌شود. موردی را در نظر بگیرید که یک تابع Lambda داده‌های کاربر را پردازش می‌کند. تایپ‌اسکریپت می‌تواند اطمینان حاصل کند که فیلدهای الزامی مانند 'email' و 'userId' قبل از هر عملیاتی برای جلوگیری از خطاهای زمان اجرا همیشه وجود دارند.
• همکاری آسان‌تر: انواع صریح تایپ‌اسکریپت همکاری بین توسعه‌دهندگان را تسهیل می‌کند، زیرا آنها درک روشنی از ساختارهای داده مورد انتظار و امضای تابع ارائه می‌دهند. این به ویژه برای تیم‌های توزیع شده که بر روی پروژه‌های پیچیده بدون سرور کار می‌کنند، مفید است.

راه‌اندازی یک پروژه بدون سرور تایپ‌اسکریپت

برای شروع با تایپ‌اسکریپت در یک محیط بدون سرور، باید پروژه‌ای را با ابزارها و پیکربندی‌های لازم راه‌اندازی کنید. این معمولاً شامل استفاده از یک چارچوب بدون سرور مانند Serverless Framework یا AWS CDK، همراه با کامپایلر تایپ‌اسکریپت و وابستگی‌های مرتبط است.

نمونه با استفاده از Serverless Framework با AWS Lambda:

1. نصب Serverless Framework: npm install -g serverless
2. ایجاد یک پروژه جدید بدون سرور تایپ‌اسکریپت: serverless create --template aws-typescript --path my-typescript-serverless-app
3. نصب وابستگی‌ها: cd my-typescript-serverless-app npm install
4. نوشتن تابع Lambda خود در تایپ‌اسکریپت (handler.ts):

   
   import { APIGatewayProxyEvent, APIGatewayProxyResult, Context } from 'aws-lambda';
   
   interface ResponseData {
     message: string;
   }
   
   export const hello = async (event: APIGatewayProxyEvent, context: Context): Promise<APIGatewayProxyResult> => {
     const responseData: ResponseData = {
       message: 'Go Serverless v3.0! Your function executed successfully!'
     };
   
     return {
       statusCode: 200,
       body: JSON.stringify(responseData),
     };
   };
   
   

5. پیکربندی serverless.yml:

   
   service: my-typescript-serverless-app
   frameworkVersion: '3'
   
   provider:
     name: aws
     runtime: nodejs16.x
     region: us-east-1
   
   functions:
     hello:
       handler: handler.hello
       events:
         - http:
             path: hello
             method: get
   
   

6. استقرار تابع خود: serverless deploy

توضیح:

• قالب aws-typescript ساختار اولیه پروژه را با پشتیبانی تایپ‌اسکریپت تنظیم می‌کند.
• فایل handler.ts حاوی کد تابع Lambda است، با حاشیه‌نویسی‌های نوع برای رویداد، زمینه و مقدار بازگشتی.
• فایل serverless.yml پیکربندی برنامه بدون سرور را تعریف می‌کند، از جمله ارائه‌دهنده، زمان اجرا و توابع.

استفاده از ویژگی‌های تایپ‌اسکریپت برای توابع بدون سرور

تایپ‌اسکریپت طیف وسیعی از ویژگی‌ها را ارائه می‌دهد که می‌تواند به ویژه در توسعه توابع بدون سرور مفید باشد:

رابط‌ها و نام مستعار نوع:

رابط‌ها و نام مستعار نوع به شما اجازه می‌دهند تا انواع سفارشی را برای ساختارهای داده مورد استفاده در توابع خود تعریف کنید. این اطمینان حاصل می‌کند که داده‌ها با فرمت مورد انتظار مطابقت دارند و به جلوگیری از خطاها مربوط به انواع داده نادرست کمک می‌کند.

مثال: تعریف یک رابط برای داده‌های کاربر:

interface User {
  id: string;
  name: string;
  email: string;
  age?: number; // ویژگی اختیاری
}

const processUser = (user: User) => {
  console.log(`Processing user: ${user.name} (${user.email})`);
};

// مثال استفاده:
const validUser: User = {
  id: '123',
  name: 'John Doe',
  email: 'john.doe@example.com'
};

processUser(validUser);

Enum ها:

Enum ها راهی برای تعریف مجموعه‌ای از ثابت‌های نام‌گذاری شده ارائه می‌دهند. آنها می‌توانند برای نمایش وضعیت‌ها یا دسته‌های مختلف در توابع شما استفاده شوند و کد را خواناتر و قابل نگهداری‌تر می‌کنند.

مثال: تعریف یک enum برای وضعیت سفارش:

enum OrderStatus {
  PENDING = 'PENDING',
  PROCESSING = 'PROCESSING',
  SHIPPED = 'SHIPPED',
  DELIVERED = 'DELIVERED',
  CANCELLED = 'CANCELLED',
}

const updateOrderStatus = (orderId: string, status: OrderStatus) => {
  console.log(`Updating order ${orderId} status to ${status}`);
  // ... پایگاه داده را به روز کنید
};

// مثال استفاده:
updateOrderStatus('456', OrderStatus.SHIPPED);

Geners:

Geners به شما امکان می‌دهد کد قابل استفاده مجدد بنویسید که می‌تواند با انواع مختلف کار کند. آنها به ویژه برای ایجاد توابع ابزاری یا ساختارهای داده که نیاز به مستقل از نوع دارند، مفید هستند.

مثال: ایجاد یک تابع Geners برای دریافت یک مورد از آرایه:

function getItem<T>(array: T[], index: number): T | undefined {
  if (index >= 0 && index < array.length) {
    return array[index];
  } else {
    return undefined;
  }
}

// مثال استفاده:
const numbers: number[] = [1, 2, 3];
const firstNumber: number | undefined = getItem(numbers, 0);

const strings: string[] = ['a', 'b', 'c'];
const firstString: string | undefined = getItem(strings, 0);

Decorator ها:

Decorator ها راهی برای افزودن فراداده یا اصلاح رفتار کلاس‌ها، متدها یا ویژگی‌ها ارائه می‌دهند. آنها می‌توانند برای پیاده‌سازی نگرانی‌های متقاطع مانند گزارش‌گیری، احراز هویت یا اعتبارسنجی به روشی اعلانی استفاده شوند.

مثال: ایجاد یک decorator برای ثبت فراخوانی‌های تابع:

function logMethod(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
  const originalMethod = descriptor.value;

  descriptor.value = function (...args: any[]) {
    console.log(`Calling method ${propertyKey} with arguments: ${JSON.stringify(args)}`);
    const result = originalMethod.apply(this, args);
    console.log(`Method ${propertyKey} returned: ${JSON.stringify(result)}`);
    return result;
  };

  return descriptor;
}

class MyService {
  @logMethod
  add(a: number, b: number): number {
    return a + b;
  }
}

const service = new MyService();
service.add(2, 3);

بهترین شیوه‌ها برای توسعه بدون سرور تایپ‌اسکریپت

برای به حداکثر رساندن مزایای تایپ‌اسکریپت در توسعه بدون سرور، مهم است که برخی از بهترین شیوه‌ها را دنبال کنید:

• استفاده از حالت Strict: حالت Strict را در فایل tsconfig.json خود فعال کنید تا بررسی نوع سختگیرانه‌تری اعمال شود و خطاها را زودتر تشخیص دهید. این شامل فعال کردن تنظیماتی مانند noImplicitAny، strictNullChecks و strictFunctionTypes است.
• تعریف رابط‌های واضح: رابط‌های واضح و مختصر را برای تمام ساختارهای داده مورد استفاده در توابع خود تعریف کنید. این خوانایی و قابلیت نگهداری کد را بهبود می‌بخشد و به جلوگیری از خطاها مربوط به انواع داده نادرست کمک می‌کند.
• نوشتن تست‌های واحد: تست‌های واحد جامع برای توابع خود بنویسید تا اطمینان حاصل شود که آنها طبق انتظار عمل می‌کنند و سناریوهای ورودی مختلف را به درستی مدیریت می‌کنند. از کتابخانه‌های شبیه‌سازی مانند Jest برای جدا کردن منطق تابع از وابستگی‌های خارجی استفاده کنید.
• استفاده از یک چارچوب بدون سرور: از یک چارچوب بدون سرور مانند Serverless Framework یا AWS CDK برای ساده‌سازی استقرار و مدیریت توابع خود استفاده کنید. این چارچوب‌ها فرآیند ایجاد و پیکربندی منابع ابری لازم را خودکار می‌کنند.
• نظارت بر توابع خود: نظارت و گزارش‌گیری را برای پیگیری عملکرد و سلامت توابع خود پیاده‌سازی کنید. این به شناسایی و رفع سریع مشکلات کمک می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که برنامه‌های بدون سرور شما به خوبی اجرا می‌شوند. از ابزارهایی مانند AWS CloudWatch، Azure Monitor یا Google Cloud Logging استفاده کنید.
• در نظر گرفتن شروع سرد: از شروع سرد در محیط‌های بدون سرور آگاه باشید و توابع خود را برای به حداقل رساندن تأثیر آنها بهینه کنید. این می‌تواند شامل استفاده از تکنیک‌هایی مانند همزمانی اختصاصی (AWS Lambda) یا پیش‌گرم کردن توابع باشد.
• توابع خود را ایمن کنید: اقدامات امنیتی مناسب را برای محافظت از توابع خود در برابر دسترسی غیرمجاز و حملات مخرب پیاده‌سازی کنید. این شامل استفاده از نقش‌های IAM با حداقل امتیاز، اعتبارسنجی داده‌های ورودی و پیاده‌سازی مکانیسم‌های احراز هویت و مجوز است.
• ساختار پروژه خود را منطقی تنظیم کنید: پروژه خود را به ماژول‌ها و دایرکتوری‌های منطقی سازماندهی کنید. این کد را با رشد پروژه واضح و قابل نگهداری نگه می‌دارد و به همکاری در بین توسعه‌دهندگان کمک می‌کند.

پرداختن به چالش‌های رایج

در حالی که تایپ‌اسکریپت مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد، برخی چالش‌ها در هنگام استفاده از آن در توسعه بدون سرور وجود دارد:

• پیچیدگی افزایش یافته: تایپ‌اسکریپت یک لایه اضافی پیچیدگی به فرآیند توسعه اضافه می‌کند، زیرا شما باید قبل از استقرار، کد خود را به جاوا اسکریپت کامپایل کنید. با این حال، مزایای ایمنی نوع و ابزارهای بهبود یافته اغلب بیشتر از این پیچیدگی اضافی است.
• منحنی یادگیری: توسعه‌دهندگانی که با تایپ‌اسکریپت تازه آشنا شده‌اند، ممکن است نیاز به سرمایه‌گذاری زمان در یادگیری زبان و ویژگی‌های آن داشته باشند. با این حال، نحو آن شبیه به جاوا اسکریپت است و انتقال را نسبتاً آسان می‌کند.
• زمان ساخت: فرآیند کامپایل می‌تواند به زمان ساخت اضافه کند، به خصوص برای پروژه‌های بزرگ. با این حال، کامپایل افزایشی و سایر تکنیک‌های بهینه‌سازی می‌توانند به کاهش این مشکل کمک کنند.
• مشکلات سازگاری: اطمینان حاصل کنید که کد تایپ‌اسکریپت شما با محیط زمان اجرای هدف توابع بدون سرور شما سازگار است. این ممکن است شامل استفاده از گزینه‌های کامپایلر خاص یا polyfill ها باشد.

نمونه‌های دنیای واقعی و مطالعات موردی

بسیاری از سازمان‌ها با موفقیت از تایپ‌اسکریپت در معماری‌های بدون سرور خود برای بهبود قابلیت اطمینان و قابلیت نگهداری برنامه‌های خود استفاده می‌کنند. در اینجا چند نمونه فرضی آورده شده است:

مثال ۱: سیستم پردازش سفارش تجارت الکترونیک

یک شرکت تجارت الکترونیک جهانی از توابع بدون سرور برای پردازش سفارشات مشتری استفاده می‌کند. با استفاده از تایپ‌اسکریپت، آنها می‌توانند اطمینان حاصل کنند که داده‌های سفارش به درستی اعتبارسنجی شده‌اند و تمام فیلدهای مورد نیاز قبل از پردازش سفارش وجود دارند. این خطر خطاها را کاهش می‌دهد و تجربه کلی مشتری را بهبود می‌بخشد. به عنوان مثال، هنگام دریافت سفارش از کشورهای مختلف، تایپ سختگیرانه تایپ‌اسکریپت اعتبارسنجی سازگار فرمت داده را با وجود فرمت‌های آدرس متفاوت (به عنوان مثال، کد پستی، ترتیب آدرس خیابان) تضمین می‌کند. این خطاهای ادغام را کاهش می‌دهد و دقت داده‌ها را بهبود می‌بخشد.

مثال ۲: خط لوله تجزیه و تحلیل داده

یک شرکت تجزیه و تحلیل داده از توابع بدون سرور برای پردازش و تجزیه و تحلیل حجم زیادی از داده‌ها استفاده می‌کند. با استفاده از تایپ‌اسکریپت، آنها می‌توانند رابط‌های واضحی را برای ساختارهای داده مورد استفاده در خط لوله خود تعریف کنند و اطمینان حاصل کنند که داده‌ها در هر مرحله به درستی تبدیل و پردازش می‌شوند. این دقت و قابلیت اطمینان نتایج تجزیه و تحلیل آنها را بهبود می‌بخشد. پردازش داده‌ها از منابع مختلف، از جمله API های رسانه‌های اجتماعی، پایگاه‌های داده فروش، و ابزارهای اتوماسیون بازاریابی را تصور کنید. تایپ‌اسکریپت یک طرحواره داده سازگار را در تمام منابع اعمال می‌کند و تبدیل و تجزیه و تحلیل داده‌ها را ساده می‌کند. این برای تولید بینش‌ها و گزارش‌های دقیق حیاتی است.

آینده تایپ‌اسکریپت در محاسبات بدون سرور

استفاده از تایپ‌اسکریپت در محاسبات بدون سرور احتمالاً با شناخت بیشتر توسعه‌دهندگان از مزایای آن ادامه خواهد یافت. با پیچیده‌تر شدن معماری‌های بدون سرور، نیاز به ایمنی نوع و ابزارهای بهبود یافته حتی حیاتی‌تر خواهد شد. تایپ‌اسکریپت یک پایه محکم برای ساخت برنامه‌های بدون سرور قابل اعتماد و قابل نگهداری فراهم می‌کند و پذیرش آن در سال‌های آینده انتظار می‌رود شتاب گیرد. همگرایی فناوری‌های تایپ‌اسکریپت و بدون سرور، توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا راه‌حل‌های بسیار مقیاس‌پذیر، مقرون به صرفه و قوی را برای طیف وسیعی از موارد استفاده ایجاد کنند.

نتیجه

تایپ‌اسکریپت مزایای قابل توجهی را برای توسعه توابع بدون سرور ارائه می‌دهد، از جمله ایمنی نوع بهبود یافته، قابلیت نگهداری کد بهبود یافته، پشتیبانی بهتر از ابزارها و کاهش خطاهای زمان اجرا. با پذیرش تایپ‌اسکریپت، توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های بدون سرور قابل اعتمادتر و مقیاس‌پذیرتری بسازند و تجربه کلی توسعه‌دهنده و بهره‌وری خود را بهبود بخشند. چه در حال ساخت یک API کوچک باشید و چه یک خط لوله پردازش داده در مقیاس بزرگ، تایپ‌اسکریپت می‌تواند به شما در ایجاد راه‌حل‌های قوی و قابل نگهداری بدون سرور که نیازهای محاسبات ابری مدرن را برآورده می‌کند، کمک کند.