Arhitektura mikrostoritvenih sistemov TypeScript: Tipizacija zasnove storitev

Arhitektura mikrostoritvenih sistemov, priljubljen pristop za gradnjo razširljivih in vzdržljivih aplikacij, razbija veliko aplikacijo na zbirko manjših, neodvisnih storitev. Čeprav ponuja številne koristi, kot so neodvisne uvedbe in raznolikost tehnologij, uvaja tudi zapletenosti, zlasti glede komunikacije in skladnosti podatkov. Ta objava na blogu se poglobi v to, kako lahko TypeScript, nadnabor JavaScripta, znatno izboljša arhitekturo mikrostoritvenih sistemov s tipizacijo med mejami storitev, kar vodi do bolj robustnih, učinkovitih in vzdržljivih sistemov. Raziskali bomo izzive, rešitve in praktične primere, da bi ponazorili, kako TypeScript opolnomoči razvijalce po vsem svetu.

Razumevanje izzivov mikrostoritev

Arhitektura mikrostoritvenih sistemov predstavlja več izzivov, povezanih z izmenjavo podatkov in interakcijo storitev:

• Komunikacijski stroški: Storitve komunicirajo prek omrežij, pogosto z uporabo protokolov, kot so HTTP, gRPC ali čakalne vrste sporočil. To uvaja zakasnitev omrežja in potrebo po robustnem ravnanju z napakami.
• Doslednost podatkov: Ohranjanje doslednosti podatkov med več storitvami je zapleteno. Vsaka storitev ima pogosto svoje lastno shrambo podatkov, kar zahteva strategije za sinhronizacijo podatkov in končno doslednost.
• Upravljanje API pogodb: Opredelitev in vzdrževanje API pogodb med storitvami je ključnega pomena. Spremembe v API-ju ene storitve lahko prekinejo druge storitve, ki so odvisne od nje. Ročna dokumentacija in komunikacija pogosto vodita do napak.
• Zapletenost testiranja: Testiranje porazdeljenega sistema je bolj zahtevno kot testiranje monolitne aplikacije. Zahteva simulacijo interakcij storitev in obravnavo okvar omrežja.
• Težave pri odpravljanju napak: Sledenje zahtevi prek več storitev je lahko dolgotrajen in težaven postopek. Beleženje in spremljanje postaneta kritična za ugotavljanje težav.

Ti izzivi lahko privedejo do napak v času izvajanja, povečanega časa razvoja in zmanjšane splošne zanesljivosti sistema. Tu TypeScript zasije.

Kako TypeScript obravnava izzive mikrostoritev

TypeScript s svojim sistemom statičnega tipkanja ponuja znatne prednosti pri reševanju izzivov, ki so neločljivo povezani z arhitekturo mikrostoritvenih sistemov. Omogoča opredelitev in uveljavitev API pogodb, izboljšanje vzdržljivosti kode in zgodnje zaznavanje napak v življenjskem ciklu razvoja.

1. Tipizacija med mejami storitev

TypeScript razvijalcem omogoča, da definirajo vmesnike in tipe, ki predstavljajo podatke, izmenjane med storitvami. Ti tipi delujejo kot pogodbe, ki zagotavljajo, da so podatki skladni z določeno strukturo. Ta pristop odpravlja dvoumnost in zmanjšuje verjetnost napak v času izvajanja, ki jih povzročajo nepričakovane oblike podatkov. Na primer, upoštevajte platformo e-trgovine s storitvijo 'Izdelek' in storitvijo 'Naročilo'. Brez tipizacije bi lahko sprememba v storitvi 'Izdelek' (npr. spreminjanje cene iz števila v niz) tiho prekinila storitev 'Naročilo'. TypeScript razvijalcem omogoča, da ustvarijo skupno definicijo tipa za predmet `Izdelek`:

            
  interface Product {
    id: number;
    name: string;
    price: number;
    description?: string; // Optional property
  }

            

              
                Copy
              
            
          

Tako storitev 'Izdelek' kot 'Naročilo' lahko uvozita in uporabita ta vmesnik. Če se implementacija storitve 'Izdelek' odstopa od definicije tipa, prevajalnik TypeScript označi napako in prepreči uvedbo morebitnih sprememb. To drastično zmanjša napake v času izvajanja in poenostavi odpravljanje napak. Ta koncept velja po vsem svetu za vsako ekipo, ki uporablja mikrostoritve in TypeScript.

2. Izboljšano upravljanje API pogodb

TypeScript lahko ustvari API dokumentacijo na podlagi definicij tipov, samodejno ustvarja dokumentacijo, ki natančno odraža strukturo API. Orodja, kot je Swagger (OpenAPI), lahko vključijo tipe TypeScript za ustvarjanje specifikacij API, ki jih je nato mogoče uporabiti za ustvarjanje kode odjemalca v različnih jezikih. To zmanjša ročni napor, potreben za dokumentiranje in vzdrževanje API pogodb. Na primer, razvijalci v Indiji in Evropi, ki delajo na ločenih storitvah znotraj platforme finančne tehnologije, lahko uporabijo TypeScript za definiranje podatkovnih struktur, izmenjanih med storitvijo “Plačilni prehod” in storitvijo “Transakcija”. Generirana dokumentacija (npr. z uporabo Swagger UI) omogoča inženirjem, testerjem QA in vodjem izdelkov, da hitro razumejo API, ne da bi se poglabljali v kodo, ne glede na njihovo lokacijo ali predhodno znanje o osnovni implementaciji.

3. Izboljšana izkušnja razvijalca

Statično tipkanje in integracija IDE-ja TypeScript ponujata vrhunsko izkušnjo razvijalca. Funkcije, kot so samodejno dokončanje, preverjanje tipa in orodja za refaktoriranje, znatno izboljšajo produktivnost in zmanjšujejo verjetnost napak. Te funkcije so še posebej dragocene v okoljih mikrostoritev, kjer lahko razvijalci delajo na več storitvah hkrati. Predstavljajte si ekipo, razporejeno po Severni Ameriki in Avstraliji, ki sodeluje pri platformi za upravljanje dobavne verige. Podpora IDE-ja TypeScript zagotavlja, da lahko tudi razvijalci, ki niso takoj seznanjeni s kodo, hitro razumejo podatkovne strukture in interakcije med storitvami. Prevajalnik zgodaj preprečuje napake, kar razvijalcem omogoča, da se osredotočijo na funkcionalnost in ne na odpravljanje napak v času izvajanja. Zanka takojšnjih povratnih informacij, ki jo zagotavlja prevajalnik, pospešuje razvoj in pomaga ohranjati doslednost med ekipami in časovnimi pasovi.

4. Lažje refaktoriranje in vzdrževanje kode

Tipizacija olajša in varnejše refaktoriranje. Ko se tip spremeni, prevajalnik TypeScript identificira vsa mesta, kjer se ta tip uporablja. To razvijalcem omogoča, da hitro identificirajo in odpravijo kodo, ki jo je treba posodobiti, ter preprečijo nenamerne regresije. Če mora na primer globalno maloprodajno podjetje posodobiti objekt “Stranka” z poljem naslova, bo TypeScript natančno določil vsak primer, kjer se ta objekt uporablja, in preprečil napake. To omogoča upravljanje zapletene arhitekture mikrostoritvenih sistemov in znatno zmanjšuje tveganje uvajanja napak med refaktoriranjem.

5. Večja berljivost in vzdržljivost kode

Tipizacijske pripombe v TypeScriptu naredijo kodo bolj berljivo, tudi za razvijalce, ki niso seznanjeni s projektom. Jasne definicije tipov izboljšujejo razumevanje in olajšujejo vzdrževanje kode skozi čas. Ekipe, razporejene po celinah, kot so tiste, ki delajo na globalni aplikaciji za zdravstveno varstvo v Združenem kraljestvu, na Kitajskem in v Braziliji, bodo ugotovile, da je jasnost v kodi TypeScripta zelo koristna pri razumevanju logike sistema in olajšanju vključevanja novih razvijalcev.

Praktični primeri: implementacija tipizacije v mikrostoritvah

Poglejmo praktične primere, da ponazorimo, kako TypeScript izboljšuje tipizacijo zasnove storitev.

Primer 1: Skupne definicije tipa (storitev naročil in storitev izdelkov)

Upoštevajte platformo e-trgovine s storitvami 'Naročilo' in 'Izdelek'. Te storitve morajo komunicirati za obdelavo naročil. Uporabili bomo skupno knjižnico za skupne tipe.

1. Ustvarite skupno knjižnico: Ustvarite nov npm paket (npr. `ecommerce-types`).

               mkdir ecommerce-types
   cd ecommerce-types
   npm init -y
   npm install typescript --save-dev
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

2. Opredelite skupne tipe: V `ecommerce-types/src/index.ts` definirajte skupni tip:

            
  export interface Product {
    id: number;
    name: string;
    price: number;
    description?: string;
  }

  export interface Order {
    orderId: number;
    productId: number;
    quantity: number;
    orderDate: string; // ISO String
  }

            

              
                Copy
              
            
          

3. Sestavite in objavite:

               tsc
   npm publish --access public  # (If publishing to a public npm registry, otherwise use a private registry)
   
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

4. Namestite v storitve: Namestite paket `ecommerce-types` v storitvi 'Naročilo' in 'Izdelek':

            npm install ecommerce-types
            

              
                Copy
              
            
          

5. Uporabite skupne tipe: V storitvah 'Naročilo' in 'Izdelek' uvozite in uporabite skupne tipe:

               
           import { Product, Order } from 'ecommerce-types';
   
           // 'Product' service logic
           function getProductDetails(productId: number): Product {
             // ...fetch product details from database
             return {
               id: productId,
               name: 'Example Product',
               price: 19.99,
             };
           }
   
           // 'Order' service logic
           function createOrder(order: Order) {
             // ... process order details, e.g. send to database
           }
   
   
         
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

S to nastavitvijo bodo vse spremembe v vmesnikih `Product` ali `Order` sprožile napake tipov v obeh storitvah, kar bo zagotovilo, da bodo storitve ostale združljive in zmanjšale napake v času izvajanja.

Primer 2: Uporaba OpenAPI (Swagger) s TypeScript

OpenAPI (prej Swagger) vam omogoča, da definirate API pogodbo v standardizirani obliki (YAML ali JSON). To se lahko uporablja za ustvarjanje dokumentacije, stubov strežnikov in kode odjemalca. To izboljša produktivnost, zlasti za mednarodna podjetja.

1. Določite tipe API s TypeScript:

               
     // In a service (e.g., 'ProductService')
     interface Product {
         id: number;
         name: string;
         price: number;
         description?: string;
     }
   
     // API Route Definition
     const getProduct = async (productId: number): Promise<Product> => {
         // ... fetch product from database
     };
     
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

2. Uporabite knjižnico za ustvarjanje definicij OpenAPI: Knjižnice, kot so `typescript-json-schema` ali `tsoa` (Typescript OpenAPI in Swagger), se lahko uporabljajo za ustvarjanje specifikacij OpenAPI (Swagger) iz vmesnikov in poti TypeScript. Namestite TSOA:

               npm install tsoa --save-dev
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

3. Konfigurirajte in ustvarite specifikacije OpenAPI Ustvarite konfiguracijsko datoteko `tsoa.json`:

               
     {
       "entryFile": "./src/app.ts", // Path to your service's entry point.
       "outputDir": "./build", // Directory for the generated code
       "spec": {
         "outputDirectory": "./build", // Output directory for the OpenAPI specification file (e.g. swagger.json)
         "specVersion": 3 // OpenAPI Version
       }
     }
   
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

4. Zaženite TSOA Ustvarite specifikacijo OpenAPI z zagonom `tsoa spec` (ali jo integrirajte v svoj proces gradnje):

               
   npx tsoa spec
   
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

5. Uporabite generirano specifikacijo: Uporabite datoteko `swagger.json` za:
   • Ustvarjanje kode odjemalca: Orodja, kot je `openapi-generator-cli`, lahko iz specifikacije OpenAPI ustvarijo kodo odjemalca (JavaScript, TypeScript, Python, Java itd.), ki jo je mogoče deliti globalno.
   • Ustvarjanje API dokumentacije: Prikažite dokumentacijo z uporabo Swagger UI ali podobnih orodij.

Ta pristop omogoča globalno razporejenim ekipam, da preprosto uporabljajo API, gradijo aplikacije na strani odjemalca in zagotavljajo, da je njihova koda usklajena s trenutnim stanjem storitve. To omogoča aplikacijam odjemalcev in drugim zalednim storitvam, da uporabljajo definirane API-je.

Najboljše prakse za arhitekturo mikrostoritvenih sistemov TypeScript

Izvajanje tipizacije v mikrostoritvah vključuje več kot le dodajanje TypeScripta. Tukaj je nekaj najboljših praks za povečanje njegovih koristi:

1. Opredelite jasne API pogodbe

Vzpostavite jasne in dobro definirane API pogodbe z uporabo vmesnikov ali tipov TypeScript. To zmanjšuje dvoumnost in olajša komunikacijo med storitvami. To je ključnega pomena za ekipe, ki se nahajajo v več regijah.

2. Uporabite skupne definicije tipov

Ustvarite skupne knjižnice za shranjevanje skupnih definicij tipov in jih ponovno uporabite v več storitvah. To ohranja definicije tipov dosledne in zmanjšuje podvajanje kode. To je še posebej uporabno za geografsko razpršene razvojne ekipe.

3. Implementirajte strogo konfiguracijo TypeScripta

Konfigurirajte prevajalnik TypeScript s strogimi možnostmi (npr. `strict`, `noImplicitAny`, `noUnusedLocals`). To poveča tipizacijo in prisili razvijalce, da pišejo čistejšo in bolj robustno kodo. To pomaga zmanjšati količino nepričakovanih napak v produkcijskem okolju, pri čemer prihrani denar in izboljša kakovost življenja razvijalcev.

4. Integrirajte preverjanje tipov v cevovod CI/CD

Integrirajte preverjanje tipov TypeScript v svoj cevovod za kontinuirano integracijo in kontinuirano dostavo (CI/CD). To zagotavlja, da se vsaka koda, ki se ne drži definiranih tipov, ujame zgodaj v življenjskem ciklu razvoja in da je koda, ki se uvaja, manj nagnjena k napakam. Na primer, globalno finančno podjetje s pisarnami v Združenih državah Amerike, na Japonskem in v Nemčiji lahko samodejno preveri kodo glede napak tipov. To je ključnega pomena za ohranjanje kakovosti in stabilnosti sistema.

5. Sprejmite strategijo za različice API-jev

Uporabite robustno strategijo za različice svojih API-jev (npr. semantično različico). To omogoča uvajanje sprememb brez prekinjanja obstoječih odjemalcev. To je bistveno za preprečevanje izpadov in ohranjanje združljivosti z nazaj. Na primer, podjetje, ki posluje v različnih državah in regijah, lahko uporabi različico API za posodobitev storitve “dostava” brez vpliva na osnovno funkcionalnost svojih aplikacij.

6. Uporabite orodja za generiranje kode

Izkoristite orodja, kot je `openapi-generator-cli`, za samodejno ustvarjanje kode odjemalca, stubov strežnikov in dokumentacije iz vaših definicij tipov TypeScript in specifikacij API. To izboljša učinkovitost in zmanjša ročno delo. Takšna strategija bo pospešila razvojni in testirni cikel ter zagotovila doslednost med velikim številom komponent.

7. Napišite obsežne enotne in integracijske teste

Napišite temeljite enotne in integracijske teste za potrditev interakcij storitev in integritete podatkov. TypeScript se lahko uporabi za tipiziranje testne kode, kar zagotavlja dodatno varnost in omogoča lažje vzdrževanje testov. Uporabite orodja, kot sta Jest ali Mocha z Chai za testiranje. Ta orodja ponujajo okvire za zagotavljanje pravilnega delovanja storitev, ne glede na njihovo lokacijo ali jezik.

8. Implementirajte robustno ravnanje z napakami

Implementirajte pravilno ravnanje z napakami v svoji kodi TypeScript. TypeScript ponuja funkcije, kot so bloki `try...catch` in tipi po meri, ki so pomembni za odkrivanje in graciozno obravnavo napak. Uporabite tip `never` za izčrpne preglede, da preprečite napake, ki jih povzročajo neobravnavani primeri. To je še posebej pomembno v arhitekturi mikrostoritev, kjer bi lahko potencialno odpovedalo veliko storitev. Z pravilnim obravnavanjem napak lahko ekipe v državah po vsem svetu zmanjšajo izpade in zagotovijo nemoteno delovanje svoje aplikacije.

9. Dajte prednost jasni in dosledni komunikaciji

Spodbujajte jasno in dosledno komunikacijo med ekipami. Zagotovite, da vsi razvijalci razumejo API pogodbe in interakcije storitev. Redni sestanki, dokumentacija in pregledi kode pomagajo ohranjati jasnost in preprečevati nesporazume.

10. Izkoristite vzorce zasnove

Uporabite vzorce zasnove, kot je vzorec CQRS (Command Query Responsibility Segregation), da bolje upravljate interakcije storitev in doslednost podatkov. Uporabite tudi vzorec arhitekture, ki temelji na dogodkih, da razklopite storitve. Ti vzorci zagotavljajo večjo strukturo in olajšajo ustvarjanje kompleksnih sistemov.

Prednosti uporabe TypeScripta v arhitekturah mikrostoritev

Uporaba TypeScripta v arhitekturi mikrostoritvenih sistemov prinaša številne prednosti, vključno z:

• Zgodnje odkrivanje napak: Statično tipkanje TypeScripta ujame napake med razvojem, kar zmanjšuje verjetnost okvar v času izvajanja.
• Izboljšana kakovost kode: TypeScript spodbuja pisanje čistejše in bolj vzdržljive kode prek pripomb tipov in statične analize.
• Izboljšana produktivnost razvijalcev: Funkcije, kot so samodejno dokončanje in preverjanje tipa, povečajo učinkovitost razvijalcev.
• Poenostavljeno upravljanje API pogodb: TypeScript lahko samodejno ustvari API dokumentacijo, kar zmanjša ročna prizadevanja za dokumentiranje.
• Zmanjšane napake v času izvajanja: Tipizacija zmanjšuje pojavljanje napak v času izvajanja zaradi neusklajenosti tipov podatkov.
• Lažje refaktoriranje: Tipski sistem TypeScripta naredi refaktoriranje in vzdrževanje kode manj tveganim in manj zamudnim.
• Boljša berljivost kode: Vključitev tipov v kodo olajša razumevanje tudi razvijalcem, ki so novi v projektu.
• Izboljšano sodelovanje: Definicije tipov zagotavljajo skupni jezik za ekipe, ki spodbujajo učinkovito komunikacijo in koordinacijo.
• Povečana razširljivost: Arhitektura mikrostoritvenih sistemov v kombinaciji s TypeScriptom lahko izboljša razširljivost.
• Močnejša varnost: TypeScript pomaga preprečiti varnostne ranljivosti, ki nastanejo zaradi napak, povezanih s tipi.

Izzivi in ​​premisliti

Medtem ko TypeScript ponuja znatne prednosti, je treba upoštevati nekaj izzivov:

• Krivulja učenja: Razvijalci se morajo naučiti sintakse in konceptov TypeScripta.
• Čas gradnje: Prevajanju TypeScripta doda dodaten korak v procesu gradnje, kar lahko poveča čas gradnje, zlasti pri velikih projektih, čeprav so ti običajno zanemarljivi.
• Obstoječa koda JavaScripta: Migracija obstoječe kode JavaScripta v TypeScript je lahko dolgotrajno prizadevanje. Vendar pa se lahko TypeScript sprejme postopoma, kar vam omogoča, da to težavo ublažite.
• Odvisnost od orodij: Učinkovita uporaba TypeScripta pogosto zahteva nastavitev IDE-jev in orodij ter procesov gradnje.
• Tipi za zunanje API-je: Dodajanje tipov TypeScript za zunanje API-je lahko zahteva ročno ustvarjanje ali uporabo posebnih generatorjev kode.

Zaključek

TypeScript ponuja robustno rešitev za izboljšanje arhitekture mikrostoritvenih sistemov s tipizacijo med mejami storitev. Z opredelitvijo jasnih API pogodb, uporabo skupnih definicij tipov in integracijo preverjanja tipov v cevovod CI/CD lahko razvijalci ustvarijo bolj zanesljive, vzdržljive in učinkovite mikrostoritve. Prednosti izboljšane kakovosti kode, izboljšane produktivnosti razvijalcev in zmanjšanih napak v času izvajanja naredijo TypeScript dragoceno orodje za globalne razvojne ekipe. Sprejmite te najboljše prakse in na dobri poti boste do gradnje bolj robustnih, razširljivih in vzdržljivih mikrostoritev z uporabo TypeScripta.

Primeri in premisleki, predstavljeni v tej objavi, so uporabni po vsem svetu, saj temeljna načela tipizacije in robustne zasnove API presegajo geografske meje in kulturne razlike. Ker se mikrostoritve še naprej razvijajo, bo vloga TypeScripta pri zagotavljanju tipizacije postajala le še bolj kritična za razvijalce po vsem svetu. Z uporabo tega lahko razvijete bolj razširljive, odporne in upravljive sisteme, ne glede na vašo lokacijo ali velikost vaše ekipe.