Utforsk heksagonal og ren arkitektur for å bygge vedlikeholdbare, skalerbare og testbare frontend-applikasjoner. Lær prinsipper, fordeler og implementeringsstrategier.
Frontend-arkitektur: Heksagonal og ren arkitektur for skalerbare applikasjoner
Etter som frontend-applikasjoner vokser i kompleksitet, blir en veldefinert arkitektur avgjørende for vedlikeholdbarhet, testbarhet og skalerbarhet. To populære arkitekturmønstre som adresserer disse bekymringene er heksagonal arkitektur (også kjent som porter og adaptere) og ren arkitektur. Selv om de stammer fra backend-verdenen, kan disse prinsippene effektivt anvendes på frontend-utvikling for å skape robuste og tilpasningsdyktige brukergrensesnitt.
Hva er frontend-arkitektur?
Frontend-arkitektur definerer strukturen, organiseringen og samspillet mellom ulike komponenter i en frontend-applikasjon. Den gir en blåkopi for hvordan applikasjonen bygges, vedlikeholdes og skaleres. En god frontend-arkitektur fremmer:
- Vedlikeholdbarhet: Lettere å forstå, modifisere og feilsøke koden.
- Testbarhet: Gjør det enklere å skrive enhets- og integrasjonstester.
- Skalerbarhet: Lar applikasjonen håndtere økende kompleksitet og brukerbelastning.
- Gjenbrukbarhet: Fremmer gjenbruk av kode på tvers av ulike deler av applikasjonen.
- Fleksibilitet: Tilpasser seg endrede krav og nye teknologier.
Uten en tydelig arkitektur kan frontend-prosjekter raskt bli monolittiske og vanskelige å håndtere, noe som fører til økte utviklingskostnader og redusert smidighet.
Introduksjon til heksagonal arkitektur
Heksagonal arkitektur, foreslått av Alistair Cockburn, har som mål å frikoble kjerneforretningslogikken i en applikasjon fra eksterne avhengigheter, som databaser, UI-rammeverk og tredjeparts-API-er. Den oppnår dette gjennom konseptet med porter og adaptere.
Nøkkelkonsepter i heksagonal arkitektur:
- Kjerne (Domene): Inneholder forretningslogikken og bruksområdene til applikasjonen. Den er uavhengig av eksterne rammeverk eller teknologier.
- Porter: Grensesnitt som definerer hvordan kjernen samhandler med omverdenen. De representerer inn- og utgangsgrensene til kjernen.
- Adaptere: Implementasjoner av portene som kobler kjernen til spesifikke eksterne systemer. Det finnes to typer adaptere:
- Drivende adaptere (Primære adaptere): Initierer interaksjoner med kjernen. Eksempler inkluderer UI-komponenter, kommandolinjegrensesnitt eller andre applikasjoner.
- Drevede adaptere (Sekundære adaptere): Kalles av kjernen for å samhandle med eksterne systemer. Eksempler inkluderer databaser, API-er eller filsystemer.
Kjernen vet ingenting om de spesifikke adapterne. Den samhandler kun med dem gjennom portene. Denne frikoblingen gjør at du enkelt kan bytte ut forskjellige adaptere uten å påvirke kjerneforretningslogikken. For eksempel kan du bytte fra ett UI-rammeverk (f.eks. React) til et annet (f.eks. Vue.js) ved å bare erstatte den drivende adapteren.
Fordeler med heksagonal arkitektur:
- Forbedret testbarhet: Kjerneforretningslogikken kan enkelt testes isolert uten å stole på eksterne avhengigheter. Du kan bruke mock-adaptere for å simulere oppførselen til eksterne systemer.
- Økt vedlikeholdbarhet: Endringer i eksterne systemer har minimal innvirkning på kjerneforretningslogikken. Dette gjør det enklere å vedlikeholde og utvikle applikasjonen over tid.
- Større fleksibilitet: Du kan enkelt tilpasse applikasjonen til nye teknologier og krav ved å legge til eller erstatte adaptere.
- Forbedret gjenbrukbarhet: Kjerneforretningslogikken kan gjenbrukes i ulike sammenhenger ved å koble den til forskjellige adaptere.
Introduksjon til ren arkitektur
Ren arkitektur, popularisert av Robert C. Martin (Uncle Bob), er et annet arkitekturmønster som vektlegger separasjon av bekymringer og frikobling. Det fokuserer på å skape et system som er uavhengig av rammeverk, databaser, UI og andre eksterne agenter.
Nøkkelkonsepter i ren arkitektur:
Ren arkitektur organiserer applikasjonen i konsentriske lag, med den mest abstrakte og gjenbrukbare koden i sentrum og den mest konkrete og teknologispesifikke koden i de ytre lagene.
- Entiteter: Representerer kjerneforretningsobjektene og -reglene til applikasjonen. De er uavhengige av eksterne systemer.
- Bruksområder (Use Cases): Definerer applikasjonens forretningslogikk og hvordan brukere samhandler med systemet. De orkestrerer entitetene for å utføre spesifikke oppgaver.
- Grensesnittadaptere: Konverterer data mellom bruksområdene og de eksterne systemene. Dette laget inkluderer presentatører, kontrollere og gatewayer.
- Rammeverk og drivere: Det ytterste laget, som inneholder UI-rammeverket, databasen og andre eksterne teknologier.
Avhengighetsregelen i ren arkitektur sier at de ytre lagene kan avhenge av de indre lagene, men de indre lagene kan ikke avhenge av de ytre lagene. Dette sikrer at kjerneforretningslogikken er uavhengig av eksterne rammeverk eller teknologier.
Fordeler med ren arkitektur:
- Uavhengig av rammeverk: Arkitekturen er ikke avhengig av eksistensen av et bibliotek med funksjonsrik programvare. Dette lar deg bruke rammeverk som verktøy, i stedet for å bli tvunget til å plassere systemet ditt innenfor deres begrensede rammer.
- Testbar: Forretningsreglene kan testes uten UI, database, webserver eller noe annet eksternt element.
- Uavhengig av UI: UI-et kan enkelt endres, uten å endre resten av systemet. Et web-UI kan erstattes med et konsoll-UI, uten å endre noen av forretningsreglene.
- Uavhengig av database: Du kan bytte ut Oracle eller SQL Server med Mongo, BigTable, CouchDB eller noe annet. Forretningsreglene dine er ikke bundet til databasen.
- Uavhengig av eksterne agenter: Faktisk vet forretningsreglene dine rett og slett *ingenting* om verden utenfor.
Anvendelse av heksagonal og ren arkitektur på frontend-utvikling
Selv om heksagonal og ren arkitektur ofte assosieres med backend-utvikling, kan prinsippene deres effektivt anvendes på frontend-applikasjoner for å forbedre deres arkitektur og vedlikeholdbarhet. Slik gjør du det:
1. Identifiser kjernen (domenet)
Det første steget er å identifisere kjerneforretningslogikken i frontend-applikasjonen din. Dette inkluderer entiteter, bruksområder og forretningsregler som er uavhengige av UI-rammeverket eller eksterne API-er. For eksempel, i en e-handelsapplikasjon, kan kjernen inkludere logikken for å administrere produkter, handlekurver og bestillinger.
Eksempel: I en oppgavebehandlingsapplikasjon kan kjernedomenet bestå av:
- Entiteter: Oppgave, Prosjekt, Bruker
- Bruksområder: OpprettOppgave, OppdaterOppgave, TildelOppgave, FullførOppgave, ListOppgaver
- Forretningsregler: En oppgave må ha en tittel, en oppgave kan ikke tildeles en bruker som ikke er medlem av prosjektet.
2. Definer porter og adaptere (heksagonal arkitektur) eller lag (ren arkitektur)
Deretter definerer du portene og adapterne (heksagonal arkitektur) eller lagene (ren arkitektur) som skiller kjernen fra de eksterne systemene. I en frontend-applikasjon kan disse inkludere:
- UI-komponenter (Drivende adaptere/Rammeverk og drivere): React-, Vue.js-, Angular-komponenter som samhandler med brukeren.
- API-klienter (Drevede adaptere/Grensesnittadaptere): Tjenester som sender forespørsler til backend-API-er.
- Datalagring (Drevede adaptere/Grensesnittadaptere): Local storage, IndexedDB eller andre datalagringsmekanismer.
- Tilstandshåndtering (Grensesnittadaptere): Redux, Vuex eller andre biblioteker for tilstandshåndtering.
Eksempel med heksagonal arkitektur:
- Kjerne: Oppgavebehandlingslogikk (entiteter, bruksområder, forretningsregler).
- Porter:
TaskService(definerer metoder for å opprette, oppdatere og hente oppgaver). - Drivende adapter: React-komponenter som bruker
TaskServicefor å samhandle med kjernen. - Drevet adapter: API-klient som implementerer
TaskServiceog sender forespørsler til backend-API-et.
Eksempel med ren arkitektur:
- Entiteter: Oppgave, Prosjekt, Bruker (rene JavaScript-objekter).
- Bruksområder: CreateTaskUseCase, UpdateTaskUseCase (orkestrerer entiteter).
- Grensesnittadaptere:
- Kontrollere: Håndterer brukerinput fra UI-et.
- Presentatører: Formaterer data for visning i UI-et.
- Gatewayer: Samhandler med API-klienten.
- Rammeverk og drivere: React-komponenter, API-klient (axios, fetch).
3. Implementer adapterne (heksagonal arkitektur) eller lagene (ren arkitektur)
Nå implementerer du adapterne eller lagene som kobler kjernen til de eksterne systemene. Sørg for at adapterne eller lagene er uavhengige av kjernen, og at kjernen kun samhandler med dem gjennom portene eller grensesnittene. Dette gjør at du enkelt kan bytte ut forskjellige adaptere eller lag uten å påvirke kjerneforretningslogikken.
Eksempel (heksagonal arkitektur):
// TaskService-port
interface TaskService {
createTask(taskData: TaskData): Promise;
updateTask(taskId: string, taskData: TaskData): Promise;
getTask(taskId: string): Promise;
}
// API-klientadapter
class ApiTaskService implements TaskService {
async createTask(taskData: TaskData): Promise {
// Send API-forespørsel for å opprette en oppgave
}
async updateTask(taskId: string, taskData: TaskData): Promise {
// Send API-forespørsel for å oppdatere en oppgave
}
async getTask(taskId: string): Promise {
// Send API-forespørsel for å hente en oppgave
}
}
// React-komponentadapter
function TaskList() {
const taskService: TaskService = new ApiTaskService();
const handleCreateTask = async (taskData: TaskData) => {
await taskService.createTask(taskData);
// Oppdater oppgavelisten
};
// ...
}
Eksempel (ren arkitektur):
// Entiteter
class Task {
constructor(public id: string, public title: string, public description: string) {}
}
// Bruksområde
class CreateTaskUseCase {
constructor(private taskGateway: TaskGateway) {}
async execute(title: string, description: string): Promise {
const task = new Task(generateId(), title, description);
await this.taskGateway.create(task);
return task;
}
}
// Grensesnittadaptere - Gateway
interface TaskGateway {
create(task: Task): Promise;
}
class ApiTaskGateway implements TaskGateway {
async create(task: Task): Promise {
// Send API-forespørsel for å opprette oppgave
}
}
// Grensesnittadaptere - Kontroller
class TaskController {
constructor(private createTaskUseCase: CreateTaskUseCase) {}
async createTask(req: Request, res: Response) {
const { title, description } = req.body;
const task = await this.createTaskUseCase.execute(title, description);
res.json(task);
}
}
// Rammeverk og drivere - React-komponent
function TaskForm() {
const [title, setTitle] = useState('');
const [description, setDescription] = useState('');
const apiTaskGateway = new ApiTaskGateway();
const createTaskUseCase = new CreateTaskUseCase(apiTaskGateway);
const taskController = new TaskController(createTaskUseCase);
const handleSubmit = async (e: React.FormEvent) => {
e.preventDefault();
await taskController.createTask({ body: { title, description } } as Request, { json: (data: any) => console.log(data) } as Response);
};
return (