TypeScript datu federācija: Izplatītu datu tipu drošības nodrošināšana

Mūsdienu arvien vairāk savstarpēji savienotajā digitālajā vidē lietojumprogrammas reti ir monolītas. Tās bieži ir izplatītas, ietverot daudzus mikropakalpojumus, ārējās API un datu avotus, kuriem jāsazinās bez traucējumiem. Šī izplatīšana, piedāvājot veiklību un mērogojamību, rada būtiskas problēmas, īpaši attiecībā uz datu konsekvenci un integritāti. Kā mēs nodrošinām, ka dati, kas tiek apmainīti starp šīm atšķirīgajām sistēmām, saglabā savu paredzēto struktūru un nozīmi, novēršot izpildlaika kļūdas un veicinot stabilu izstrādi? Atbilde slēpjas TypeScript datu federācijā – jaudīgā paradigmā, kas izmanto TypeScript statiskās tipizēšanas iespējas, lai nodrošinātu tipu drošību pāri izplatītajām datu robežām.

Izplatītu datu izaicinājums

Iedomājieties globālu e-komercijas platformu. Dažādi pakalpojumi apstrādā lietotāju autentifikāciju, produktu katalogus, pasūtījumu apstrādi un maksājumu vārtejas. Katru pakalpojumu var izstrādāt cita komanda, iespējams, izmantojot dažādas programmēšanas valodas vai ietvarus, un tas var atrasties dažādos serveros vai pat dažādās mākoņa vidēs. Kad šiem pakalpojumiem nepieciešams apmainīties ar datiem – piemēram, kad pasūtījumu pakalpojumam jāiegūst lietotāja informācija no autentifikācijas pakalpojuma un produkta informācija no kataloga pakalpojuma – rodas vairāki riski:

• Tipu neatbilstības: lauks, ko viens pakalpojums sagaida kā virkni, cits pakalpojums var nosūtīt kā skaitli, izraisot neparedzētu darbību vai avārijas.
• Shēmas izmaiņas: Pakalpojumiem attīstoties, to datu shēmas var mainīties neatkarīgi. Bez mehānisma šo izmaiņu izsekošanai un validēšanai datu patērētāji var saskarties ar nesaderīgām struktūrām.
• Datu nekonsekvence: Bez vienotas izpratnes par datu tipiem un struktūrām kļūst grūti nodrošināt datu konsekvenci visā izplatītajā sistēmā.
• Izstrādātāju berze: Izstrādātāji bieži pavada ievērojamu laiku, novēršot problēmas, ko izraisa neparedzēti datu formāti, samazinot produktivitāti un palielinot izstrādes ciklus.

Tradicionālās pieejas šo problēmu mazināšanai bieži ietver plašu izpildlaika validāciju, lielā mērā paļaujoties uz manuālu testēšanu un defenzīvo programmēšanu. Lai gan tās ir nepieciešamas, šīs metodes bieži vien nav pietiekamas, lai proaktīvi novērstu kļūdas sarežģītās izplatītajās sistēmās.

Kas ir datu federācija?

Datu federācija ir datu integrācijas pieeja, kas ļauj lietojumprogrammām piekļūt un vaicāt datus no vairākiem atšķirīgiem avotiem tā, it kā tas būtu viena, vienota datubāze. Tā vietā, lai fiziski konsolidētu datus centrālā repozitorijā (kā datu noliktavās), datu federācija nodrošina virtuālu slāni, kas abstrahē pamatā esošos datu avotus. Šis slānis apstrādā sarežģījumus, kas saistīti ar savienojumu izveidi, vaicāšanu un datu transformēšanu no dažādām atrašanās vietām un formātiem pēc pieprasījuma.

Datu federācijas galvenās īpašības ietver:

• Virtualizācija: Dati paliek savā sākotnējā atrašanās vietā.
• Abstrakcija: Datu piekļuvei tiek izmantota viena saskarne vai vaicājumu valoda.
• Piekļuve pēc pieprasījuma: Dati tiek iegūti un apstrādāti pēc pieprasījuma.
• Avotu neatzīšana: Tā var pieslēgties relāciju datubāzēm, NoSQL krātuvēm, API, plakanajiem failiem un citiem.

Lai gan datu federācija lieliski apvieno piekļuvi, tā pati par sevi neatrisina tipu drošības problēmu starp federācijas slāni un patērējošajām lietojumprogrammām, vai starp dažādiem pakalpojumiem, kas var būt iesaistīti federācijas procesā.

TypeScript glābiņš: Statiskā tipizēšana izplatītiem datiem

TypeScript, kas ir JavaScript virskopa, nodrošina statisko tipizēšanu tīmeklī un ārpus tā. Ļaujot izstrādātājiem definēt tipus mainīgajiem, funkciju parametriem un atgriešanas vērtībām, TypeScript ļauj atklāt ar tipiem saistītas kļūdas izstrādes fāzē, ilgi pirms koda nonākšanas ražošanā. Tas ir izšķirošs faktors izplatītām sistēmām.

Apvienojot TypeScript statisko tipizēšanu ar datu federācijas principiem, mēs atveram jaudīgu mehānismu Izplatītu datu tipu drošībai. Tas nozīmē nodrošināt, ka datu forma un tipi tiek saprasti un validēti visā tīklā, sākot no datu avota, caur federācijas slāni līdz patērējošai klienta lietojumprogrammai.

Kā TypeScript nodrošina datu federācijas tipu drošību

TypeScript nodrošina vairākas galvenās funkcijas, kas ir būtiskas tipu drošības sasniegšanai datu federācijā:

1. Interfeisu un tipu definīcijas

TypeScript interface un type atslēgvārdi ļauj izstrādātājiem precīzi definēt paredzamo datu struktūru. Strādājot ar federētiem datiem, šīs definīcijas darbojas kā līgumi.

Piemērs:

Apsveriet federētu sistēmu, kas iegūst lietotāja informāciju no mikropakalpojuma. Paredzēto lietotāja objektu var definēt šādi:

            \ninterface User {\n  id: string;\n  username: string;\n  email: string;\n  registrationDate: Date;\n  isActive: boolean;\n}\n
            

              
                Copy
              
            
          

Šis User interfeiss skaidri norāda, ka id, username un email jābūt virknēm, registrationDate – Date objektam un isActive – buļļa vērtībai. Jebkuram pakalpojumam vai datu avotam, kuram paredzēts atgriezt lietotāja objektu, jāievēro šis līgums.

2. Ģenerikas

Ģenerikas ļauj rakstīt atkārtoti lietojamu kodu, kas var darboties ar dažādiem tipiem, saglabājot tipa informāciju. Tas ir īpaši noderīgi datu federācijas slāņos vai API klientiem, kas apstrādā datu kolekcijas vai darbojas ar dažādām datu struktūrām.

Piemērs:

Ģenerisku datu iegūšanas funkciju var definēt šādi:

            \nasync function fetchData<T>(url: string): Promise<T> {\n  const response = await fetch(url);\n  if (!response.ok) {\n    throw new Error(`HTTP error! status: ${response.status}`);\n  }\n  const data: T = await response.json();\n  return data;\n}\n\n// Usage with the User interface:\nasync function getUser(userId: string): Promise<User> {\n  return fetchData<User>(`/api/users/${userId}`);\n}\n
            

              
                Copy
              
            
          

Šeit fetchData<T> nodrošina, ka atgrieztie dati būs tipa T, kas getUser piemērā ir skaidri User. Ja API atgriež datus, kas neatbilst User interfeisam, TypeScript to atzīmēs kompilācijas laikā.

3. Tipu sargi un apgalvojumi

Lai gan statiskā analīze atklāj daudzas kļūdas, reizēm dati no ārējiem avotiem nonāk formātā, kas nav pilnībā saskaņots ar mūsu stingrajiem TypeScript tipiem (piemēram, no mantotām sistēmām vai brīvi tipizētām JSON API). Tipu sargi un apgalvojumi ļauj mums droši sašaurināt tipus izpildlaikā vai apgalvot, ka noteikts tips ir patiess, ja mums ir ārēja validācija.

Piemērs:

Izpildlaika validatora funkciju var izmantot kā tipa sargu:

            \nfunction isUser(data: any): data is User {\n  return (\n    typeof data === 'object' &&\n    data !== null &&\n    'id' in data && typeof data.id === 'string' &&\n    'username' in data && typeof data.username === 'string' &&\n    'email' in data && typeof data.email === 'string' &&\n    'registrationDate' in data && typeof data.registrationDate === 'string' && // Assuming ISO string from API\n    'isActive' in data && typeof data.isActive === 'boolean'\n  );\n}\n\nasync function fetchAndValidateUser(userId: string): Promise<User> {\n  const rawData = await fetchData<any>(`/api/users/${userId}`);\n  if (isUser(rawData)) {\n    // We can confidently treat rawData as User here, potentially with type casting for dates\n    return {\n      ...rawData,\n      registrationDate: new Date(rawData.registrationDate)\n    };\n  } else {\n    throw new Error('Invalid user data received');\n  }\n}\n
            

              
                Copy
              
            
          

4. Integrācija ar API definēšanas valodām

Mūsdienu datu federācija bieži ietver mijiedarbību ar API, kas definētas, izmantojot tādas valodas kā OpenAPI (agrāk Swagger) vai GraphQL shēmas definēšanas valodu (SDL). TypeScript ir lielisks rīku atbalsts tipu definīciju ģenerēšanai no šīm specifikācijām.

• OpenAPI: Rīki, piemēram, openapi-typescript, var automātiski ģenerēt TypeScript interfeisus un tipus tieši no OpenAPI specifikācijas. Tas nodrošina, ka ģenerētais klienta kods precīzi atspoguļo API līgumu.
• GraphQL: Rīki, piemēram, graphql-codegen, var ģenerēt TypeScript tipus vaicājumiem, mutācijām un esošajām shēmas definīcijām. Tas nodrošina pilnīgu tipu drošību no jūsu GraphQL servera līdz jūsu klienta puses TypeScript kodam.

Globālais piemērs: Daudznacionāla korporācija izmanto centrālu API vārteju, ko pārvalda OpenAPI specifikācijas. Katras valsts reģionālais pakalpojums caur šo vārteju atklāj savus datus. Izstrādātāji dažādos reģionos var izmantot openapi-typescript, lai ģenerētu tipu drošus klientus, nodrošinot konsekventu datu mijiedarbību neatkarīgi no pamatā esošās reģionālās implementācijas.

Stratēģijas TypeScript datu federācijas tipu drošības ieviešanai

Stingras tipu drošības ieviešana izplatītā datu federācijas scenārijā prasa stratēģisku pieeju, kas bieži ietver vairākus aizsardzības slāņus:

1. Centralizēta shēmas pārvaldība

Pamatideja: Definēt un uzturēt kanonisku TypeScript interfeisu un tipu kopumu, kas pārstāv jūsu galvenās datu entītijas visā organizācijā. Šīs definīcijas kļūst par vienīgo patiesības avotu.

Implementācija:

• Monorepo: Izvietojiet kopīgās tipu definīcijas monorepo (piemēram, izmantojot Lerna vai Yarn darbvietas), uz kurām var paļauties visi pakalpojumi un klienta lietojumprogrammas.
• Pakotņu reģistrs: Publicējiet šos kopīgos tipus kā npm pakotni, ļaujot dažādām komandām tos instalēt un izmantot kā atkarības.

Ieguvums: Nodrošina konsekvenci un samazina dublēšanos. Galveno datu struktūru izmaiņas tiek pārvaldītas centralizēti, un visas atkarīgās lietojumprogrammas tiek atjauninātas vienlaicīgi.

2. Stingri tipizēti API klienti

Pamatideja: Ģenerēt vai manuāli rakstīt API klientus TypeScript valodā, kas stingri ievēro mērķa API definētos interfeisus un tipus.

Implementācija:

• Koda ģenerēšana: Izmantojiet rīkus, kas ģenerē klientus no API specifikācijām (OpenAPI, GraphQL).
• Manuāla izstrāde: Pielāgotiem API vai iekšējiem pakalpojumiem izveidojiet tipizētus klientus, izmantojot tādas bibliotēkas kā axios vai iebūvēto fetch ar skaidrām tipa anotācijām pieprasījumiem un atbildēm.

Globālais piemērs: Globāla finanšu iestāde izmanto standartizētu iekšējo API klientu datiem. Kad jaunai reģionālajai filiālei ir jāintegrējas, tā var automātiski ģenerēt tipu drošu TypeScript klientu šai galvenajai API, nodrošinot, ka tā pareizi mijiedarbojas ar klientu ierakstiem dažādos finanšu noteikumos un jurisdikcijās.

3. Datu validācija robežās

Pamatideja: Lai gan TypeScript nodrošina kompilācijas laika drošību, dati joprojām var būt nepareizi formatēti, kad tie šķērso tīkla robežas. Ieviesiet izpildlaika validāciju jūsu pakalpojumu un federācijas slāņu malās.

Implementācija:

• Shēmas validācijas bibliotēkas: Izmantojiet tādas bibliotēkas kā zod, io-ts vai ajv (JSON shēmai) jūsu federācijas slānī vai API vārtejā, lai validētu ienākošos un izejošos datus atbilstoši jūsu definētajiem TypeScript tipiem.
• Tipu sargi: Kā parādīts iepriekšējā piemērā, ieviesiet tipu sargus, lai validētu datus, kas var tikt saņemti `any` vai brīvi tipizētā formātā.

Ieguvums: Atklāj neparedzētus datus izpildlaikā, novēršot bojātu datu tālāku izplatīšanos un nodrošinot skaidrus kļūdu ziņojumus atkļūdošanai.

4. GraphQL federētai datu agregācijai

Pamatideja: GraphQL pēc būtības ir labi piemērots datu federācijai. Tā shēmas pirmā pieeja un spēcīgā tipizēšana padara to par dabisku risinājumu federētu datu definēšanai un vaicāšanai.

Implementācija:

• Shēmas savienošana/federācija: Rīki, piemēram, Apollo Federation, ļauj izveidot vienu GraphQL API grafiku no vairākiem pamatā esošajiem GraphQL pakalpojumiem. Katrs pakalpojums definē savus tipus, un federācijas vārteja tos apvieno.
• Tipu ģenerēšana: Izmantojiet graphql-codegen, lai ģenerētu precīzus TypeScript tipus jūsu federētajai GraphQL shēmai, nodrošinot tipu drošību visiem vaicājumiem un to rezultātiem.

Ieguvums: Izstrādātāji var vaicāt tieši tos datus, kas viņiem nepieciešami, samazinot pārmērīgu datu ieguvi, un stingrā shēma nodrošina skaidru līgumu visiem patērētājiem. TypeScript integrācija ar GraphQL ir nobriedusi un stabila.

5. Shēmas evolūcijas uzturēšana

Pamatideja: Izplatītas sistēmas ir dinamiskas. Shēmas mainīsies. Sistēma šo izmaiņu pārvaldībai, nesalaužot esošās integrācijas, ir ļoti svarīga.

Implementācija:

• Semantiskā versiju veidošana: Piemērojiet semantisko versiju veidošanu jūsu API shēmām un kopīgajām tipu pakotnēm.
• Atpakaļejoša saderība: Kad vien iespējams, veiciet shēmas izmaiņas, kas ir atpakaļejoši saderīgas (piemēram, pievienojot neobligātus laukus, nevis noņemot vai mainot esošos).
• Novecošanās stratēģijas: Skaidri atzīmējiet laukus vai visas API kā novecojušas un sniedziet pietiekamu paziņojumu pirms to noņemšanas.
• Automatizētas pārbaudes: Integrējiet shēmas salīdzināšanas rīkus jūsu CI/CD cauruļvadā, lai atklātu lauzošas izmaiņas pirms izvietošanas.

Globālais piemērs: Globāls SaaS pakalpojumu sniedzējs attīsta savu galveno lietotāja profila API. Viņi izmanto versiju API (piemēram, `/api/v1/users`, `/api/v2/users`) un skaidri dokumentē atšķirības. Viņu kopīgie TypeScript tipi arī ievēro versiju veidošanu, ļaujot klientu lietojumprogrammām migrēt savā tempā.

TypeScript datu federācijas tipu drošības priekšrocības

TypeScript izmantošana datu federācijai piedāvā daudzas priekšrocības globālajām izstrādes komandām:

• Samazinātas izpildlaika kļūdas: Tipu neatbilstību un datu struktūras problēmu atklāšana izstrādes laikā ievērojami samazina izpildlaika kļūdu iespējamību ražošanā, kas ir īpaši kritiski izplatītās sistēmās, kur kļūdām var būt kaskādējošas sekas.
• Uzlabota izstrādātāju produktivitāte: Ar skaidrām tipu definīcijām un IntelliSense atbalstu IDE, izstrādātāji var rakstīt kodu ātrāk un ar lielāku pārliecību. Atkļūdošana kļūst efektīvāka, jo kompilators jau iepriekš atzīmē daudzas potenciālās problēmas.
• Uzlabota uzturamība: Labi tipizēts kods ir vieglāk saprotams, refaktorējams un uzturams. Ja izstrādātājam jāsazinās ar federētu datu avotu, tipu definīcijas skaidri dokumentē paredzamo datu formu.
• Labāka sadarbība: Lielās, izplatītās un bieži vien globāli izplatītās komandās kopīgie TypeScript tipi darbojas kā kopīga valoda un līgums, samazinot pārpratumus un veicinot netraucētu sadarbību starp dažādām pakalpojumu komandām.
• Stiprāka datu pārvaldība: Ieviešot tipu konsekvenci izplatītās sistēmās, TypeScript datu federācija veicina labāku datu pārvaldību. Tā nodrošina, ka dati atbilst iepriekš definētiem standartiem un definīcijām, neatkarīgi no to izcelsmes vai galamērķa.
• Lielāka pārliecība par refaktorēšanu: Ja jums ir jārefaktorē pakalpojumi vai datu modeļi, TypeScript statiskā analīze nodrošina drošības tīklu, izceļot visas vietas jūsu koda bāzē, ko varētu ietekmēt izmaiņas.
• Veicina starpplatformu konsekvenci: Neatkarīgi no tā, vai jūsu federētie dati tiek patērēti tīmekļa lietojumprogrammā, mobilajā lietotnē vai aizmugures pakalpojumā, konsekventas tipu definīcijas nodrošina vienotu izpratni par datiem visās platformās.

Gadījumu izpētes fragments: Globāla e-komercijas platforma

Apsveriet lielu e-komercijas uzņēmumu, kas darbojas vairākās valstīs. Tam ir atsevišķi mikropakalpojumi produkta informācijai, inventāram, cenām un lietotāju kontiem, katru, iespējams, pārvalda reģionālā inženieru komanda.

• Izaicinājums: Kad klients skatās produkta lapu, priekšgalam ir jāapkopo dati no šiem pakalpojumiem: produkta detaļas (no produkta pakalpojuma), reāllaika cena (no cenu noteikšanas pakalpojuma, ņemot vērā vietējo valūtu un nodokļus) un lietotājam specifiski ieteikumi (no ieteikumu pakalpojuma). Nodrošināt, ka visi šie dati pareizi sakrīt, bija pastāvīgs kļūdu avots.
• Risinājums: Uzņēmums pieņēma datu federācijas stratēģiju, izmantojot GraphQL. Viņi definēja vienotu GraphQL shēmu, kas attēlo klienta skatu uz produkta datiem. Katrs mikropakalpojums atklāj GraphQL API, kas atbilst tā federētās shēmas daļai. Viņi izmantoja Apollo Federation, lai izveidotu vārteju. Būtiski ir tas, ka viņi izmantoja graphql-codegen, lai ģenerētu precīzus TypeScript tipus federētajai shēmai.
• Rezultāts: Priekšgala izstrādātāji tagad raksta tipu drošus vaicājumus pret federēto GraphQL API. Piemēram, iegūstot produkta datus, viņi saņem objektu, kas stingri atbilst ģenerētajiem TypeScript tipiem, tostarp valūtu kodiem, cenu formātiem un pieejamības statusiem, kas visi tiek validēti kompilācijas laikā. Tas krasi samazināja kļūdas, kas saistītas ar datu integrāciju, paātrināja funkciju izstrādi un uzlaboja klientu pieredzi, nodrošinot, ka precīza, lokalizēta produkta informācija tika konsekventi attēlota visā pasaulē.

Secinājums

Izplatītu sistēmu un mikropakalpojumu laikmetā datu integritātes un konsekvences uzturēšana ir ārkārtīgi svarīga. TypeScript datu federācija piedāvā stabilu un proaktīvu risinājumu, apvienojot datu virtualizācijas spēku ar TypeScript kompilācijas laika drošību. Izveidojot skaidrus datu līgumus caur interfeisiem, izmantojot ģenerikas, integrējoties ar API definēšanas valodām un izmantojot stratēģijas, piemēram, centralizētu shēmas pārvaldību un izpildlaika validāciju, organizācijas var veidot uzticamākas, uzturamākas un sadarbīgākas lietojumprogrammas.

Globālajām komandām šī pieeja pārsniedz ģeogrāfiskās robežas, nodrošinot kopīgu izpratni par datiem un ievērojami samazinot berzi, kas saistīta ar starppakalpojumu un starpkomandu komunikāciju. Tā kā jūsu lietojumprogrammas arhitektūra kļūst sarežģītāka un savstarpēji savienotāka, TypeScript izmantošana datu federācijai nav tikai laba prakse; tā ir nepieciešamība, lai sasniegtu patiesu, izplatītu datu tipu drošību.

Galvenie secinājumi:

• Definējiet savus līgumus: Izmantojiet TypeScript interfeisus un tipus kā jūsu datu struktūru pamatu.
• Automatizējiet, kur vien iespējams: Izmantojiet koda ģenerēšanu no API specifikācijām (OpenAPI, GraphQL).
• Validējiet robežās: Apvienojiet statisko tipizēšanu ar izpildlaika validāciju.
• Centralizējiet kopīgos tipus: Izmantojiet monorepo vai npm pakotnes kopīgām definīcijām.
• Izmantojiet GraphQL: Tā shēmas pirmā, tipu drošā pieeja federācijai.
• Plānojiet evolūciju: Pārvaldiet shēmas izmaiņas apzināti un ar skaidru versiju veidošanu.

Ieguldot TypeScript datu federācijā, jūs ieguldāt savu izplatīto lietojumprogrammu ilgtermiņa veselībā un panākumos, dodot iespēju izstrādātājiem visā pasaulē veidot ar pārliecību.