اشتراک‌ها
شیوه جدید گوگل در طراحی رابط کاربر Material Design

ترکیب طراحی خوب، نوآوری و تکنولوژی مبتنی بر اصول اولیه طراحی. 

تلاش برای نزدیک کردن فضای طراحی به فضای واقعی و پیروی از اصولی منطقی اشیا و پدیده‌های واقعی بر آنها مبتنی هستند.

یکی از ویژه گی‌های این مدل وجود حرکت‌های الگو دار المان‌های طراحی است. 

شیوه جدید گوگل در طراحی رابط کاربر Material Design
مطالب
نحوه پیاده سازی عملیات Undo و Redo با استفاده از الگوی طراحی Command
اگر با الگوهای طراحی آشنا باشید، یکی از مناسب‌ترین الگوهای طراحی برای پیاده سازی عملیات Undo و Redo استفاده از الگوی طراحی Command هست (مطالعه بیشتر).
در این الگو یک کلاینت دارم که مشخص می‌کند چه کاری قرار است انجام شود. یک Command داریم که می‌گوید هر کاری را چه کسی انجام دهد و یک Receiver داریم که می‌گوید هر کاری چطور انجام می‌شود.
قدم اول: کلاینت می‌خواهد عملیات Undo و Redo انجام شود. من اضافه‌بر این دو عملیات، عملیات Execute را هم اضافه می‌کنم. پس کلاینت می‌خواهد که سه کار Undo و Redo و Execute را انجام دهد. 
    public class Client
    {
        public delegate string Invoker();
        public static Invoker Execute;//اضافه کردن یک آیتم جدید
        public static Invoker Redo;//حرکت به جلو
        public static Invoker Undo;//حرکت به عقب
    }
قدم دوم: Command باید مشخص کند که هر کاری را چه کسی باید انجام دهد:
    public class Command
    {
        public Command(Receiver receiver)
        {
            Client.Execute = receiver.Action;
            Client.Redo = receiver.Foreward;
            Client.Undo = receiver.Reverse;
        }
    }
Command در سازنده‌ی خود ورودی از نوع Receiver دارد (در ادامه پیاده سازی خواهد شد) و در واقع می‌خواهد کارها را به Receiver محول نماید.
قدم سوم: بایدمشخص شود هر کاری قرار است چگونه انجام شود:
    public class Receiver
    {
        private readonly List<string> build = new List<string>();
        private readonly List<string> oldBuild = new List<string>();

        public string Action()
        {
            if (build.Count > 0)
                oldBuild.Add(build.LastOrDefault());
            build.Add(build.Count.ToString(CultureInfo.InvariantCulture));
            return build.LastOrDefault();
        }

        public string Reverse()
        {
            string last = oldBuild.LastOrDefault();
            if (last == null)
                return "EMPTY";
            oldBuild.Remove(last);
            return last;
        }

        public string Foreward()
        {
            string oldIndex = oldBuild.LastOrDefault();
            int index = oldIndex == null ? -1 : build.IndexOf(oldIndex);
            if ((index + 1) == build.Count)
                return "END";
            oldBuild.Add(build.ElementAt(index + 1));
            return oldBuild.LastOrDefault();
        }
    }
اگر روش بهتری برای پیاده سازی Undo و Redo و Execute دارید، میتوانید جایگزین کنید. این اولین روشی بود که به ذهنم رسید!
قدم‌های لازم برای پیاده کردن الگوی Command تا اینجا به پایان می‌رسند. حالا کافی‌است از آن استفاده کنیم:
            new Command(new Receiver());
            Console.WriteLine(Client.Execute());
            Console.WriteLine(Client.Execute());
            Console.WriteLine(Client.Undo());
            Console.WriteLine(Client.Undo());
            Console.WriteLine(Client.Undo());
            Console.WriteLine(Client.Redo());
            Console.WriteLine(Client.Redo());
            Console.WriteLine(Client.Redo());
            Console.WriteLine(Client.Execute());
در این روش ما از delegate استفاده کردیم و به کمک آن یک واسط را بین کلاینت و Command ساختیم (Invoker). 
مطالب
تزریق وابستگی (Dependency Injection) و توسعه پذیری
دانستن اینکه چگونه یک نرم افزار با قابلیت نگهداری بالا بنویسیم مهم است ، برای اکثر سیستم‌های سازمانی زمانی که در فاز نگهداری صرف می‌شود بیشتر از زمان فاز توسعه می‌باشد. به عنوان مثال تصور کنید در حال توسعه یک سیستم مالی هستید ، این سیستم احتمالا بین شش ماه تا یک زمان برای توسعه نیاز دارد و بقیه‌ی دوره‌ی پنج ساله صرف نگهداری سیستم خواهد شد. در فاز نگهداری زمان صرف رفع باگ ، افزودن امکانات جدید و یا تغییر عملکرد ویژگی‌های فعلی می‌شود. مهم است که این تغییرات راحت و سریع صورت پذیرد.
 اطمینان از اینکه کدها قابلیت نگهداری دارند به توسعه دهندگان احتمالی که در آینده به پروژه اضافه می‌شوند کمک می‌کند سریع کد‌های فعلی را درک کنند و مشغول کار شوند. روش‌های زیادی برای افزایش قابلیت نگهداری کد‌ها وجود دارد ، مانند نوشتن آزمون‌های واحد ، شکستن قسمت‌های بزرگ سیستم به قسمت‌های کوچک‌تر و ... در این مورد که ما از یکی از زبان‌های شئ گرا مانند C# استفاده می‌کنیم در حالت معمول کلاس‌ها باید با مسئولیت‌های مستقل و منحصر به فرد طراحی شوند به جای آنکه تمام مسئولیت‌ها از قبیل پردازش ورودی‌های کاربر ، رندر کردن HTML و حتی Query زدن به دیتابیس را به یک کلاس سپرد (مثلا Controller در MVC ) باید برای هر مقصود کلاسی مجزا طراحی کرد. با این روش نتیجه اینگونه خواهد بود که می‌توان هر قسمت از عملکرد را بدون نیاز به تغییر بقیه‌ی قسمت‌های Codebase تغییر داد.
در این مطلب قصد داریم به کمک تزریق وابستگی (ِDependency Injection) قسمت‌های مستقلتری توسعه دهیم. تکنیک تزریق وابستگی را نمی‌توان در یک مطلب وبلاگ و حتی یک فصل کامل از یک کتاب کامل تشریح کرد ، اگر جستجو کنید کتاب‌ها و آموزش‌های ویدویی زیادی هستند که فقط روی این تکنیک بحث و آموزش دارند. برای بیان مفهوم DI مثالی از یک سیستم ساده‌ی "چاپ اسناد" ارائه می‌کنیم ، این سیستم ممکن است کار‌های متفاوتی انجام دهد :
 این سیستم ابتدا باید یک سند را تحویل بگیرد ، سپس باید آن را به فرمت قابل چاپ در آورد و در انتها باید عمل اصلی چاپ را انجام دهد. برای اینکه سیستم ما ساختار خوبی داشته باشد می‌توان هر وظیفه را به کلاسی مجزا سپرد :
 کلاس Document : این کلاس اطلاعات سندی که قرار است چاپ شود را نگه می‌دارد.
کلاس DocumentRepository : این کلاس وظیفه‌ی بازیابی سند از فایل سیستم (یا هر منبع دیگری) را دارد.
 کلاس DocumentFormatter : یک وهله از سند را جهت چاپ آماده می‌کند.
کلاس Printer : مسئولیت ارتباط با سخت افزار Printer را دارد.
کلاس DocumentPrinter : مسئولیت سازماندهی اجزا سیستم را بر عهده دارد.
 در این مطلب پیاده سازی بدنه‌ی کلاس‌های بالا اهمیتی ندارد :
public class DocumentPrinter
{
  public void PrintDocument(string documentName)
  {
    var repository = new DocumentRepository();
    var formatter = new DocumentFormatter();         
    var printer = new Printer();              
    var document = repository                        
      .GetDocumentByName(documentName);               
    var formattedDocument = formatter.Format(document);    
    printer.Print(formattedDocument); 
  }
}
همانطور که مشاهده می‌کنید در بدنه‌ی کلاس DocumentPrinter ابتدا وابستگی‌ها نمونه سازی شده اند ، سپس یک سند بر اساس نام دریافت شده و سند پس از آماده شدن به فرمت چاپ به چاپگر ارسال شده است.  کلاس DocumentPrinter به تنهایی قادر به چاپ سند نیست و برای انجام این کار نیاز به نمونه سازی همه‌ی وابستگی‌ها دارد .
 استفاده از این API اینگونه خواهد بود :
var documentPrinter = new DocumentPrinter();
documentPrinter.PrintDocument(@"c:\doc.doc");
در حال حاضر کلاس DocumentPrinter از DI استفاده نمی‌کند این کلاس Loosely coupled نیست. به طور مثال لازم است که API سیستم به گونه ای تغییر پیدا کند که سند به جای فایل سیستم از دیتابیس بازیابی شود ، باید کلاس جدیدی به نام DatabaseDocumentRepository تعریف شود و به جای DocumentRepository اصلی در بدنه‌ی DocumentPrinter استفاده شود ، در نتیجه با تغییر با تغییر دادن یک قسمت از برنامه مجبور به تغییر در قسمت دیگر شده ایم.(tightly coupled است یعنی به دیگر قسمت‌ها چفت شده است.)
  DI به ما کمک می‌کند که این چفت شدگی (coupling) را از بین ببریم.
استفاده از constructor injection:
 اولین قدم برای از بین بردن این چفت شدگی Refactor کردن کلاس DocumentPrinter هست ، پس از این Refactoring وظیفه‌ی وهله سازی مستقیم اشیاء از این کلاس گرفته می‌شود و نیازمندی‌های این کلاس از طریق سازنده به این کلاس تزریق می‌شود و فیلد‌های کلاس نگهداری می‌شود . به کد زیر توجه کنید :
public class DocumentPrinter
{
  private DocumentRepository _repository;
  private DocumentFormatter _formatter;       
  private Printer _printer;              
  public DocumentPrinter(             
    DocumentRepository repository,               
    DocumentFormatter formatter,      
    Printer printer)                  
  {                                   
    _repository = repository;         
    _formatter = formatter;           
    _printer = printer;               
  }
  public void PrintDocument(string documentName)
  {
    var document = _repository.GetDocumentByName(documentName);
    var formattedDocument = _formatter.Format(document);
    _printer.Print(formattedDocument);
  }
}
 اکنون برای استفاده از این کلاس باید نیازمندی هایش را قبل از ارسال به سازنده نمونه سازی کرد :
var repository = new DocumentRepository();
var formatter = new DocumentFormatter();
var printer = new Printer();
var documentPrinter = new DocumentPrinter(repository, formatter, printer);
documentPrinter.PrintDocument(@"c:\doc.doc");
بله هنوز طراحی خوبی نیست اما این یک مثال ساده از DI می‌باشد. هنوز مشکلاتی در این طراحی هست ، به طور مثال کلاس DocumentPrinter به یک پیاده سازی مشخص از وابستگی هایش چفت شده است. (هنوز برای استفاده از  DatabaseDocumentRepository باید DocumentPrinter را تغییر داد) پس این طراحی هنوز انعطاف پذیر نیست و نمی‌توان به سادگی برای آن آزمون واحد نوشت.
برای حل این مشکلات از Interface‌ها کمک می‌گیریم. اگر به مثال قبلی بازگردیم نگرانی هر دو کلاس DocumentRepository و DatabaseDocumentRepository دریافت سند می‌باشد ، تنها پیاده سازی تفاوت دارد ، پس می‌توان یک Interface تعریف کرد
public interface IDocumentRepository
{
  Document GetDocumentByName(string documentName);
}
 حال ما 2 کلاس داریم که هر دو یک Interface را پیاده سازی کرده اند می‌توان این کار را برای بقیه‌ی وابستگی‌های کلاس DocumentPrinter نیز انجام داد ، حالا باید DocumentPrinter را به گونه ای Refactor کنیم که وابستگی‌ها را بر اساس Interface دریافت کند :
public class DocumentPrinter
{
  private IDocumentRepository _repository;                        
  private IDocumentFormatter _formatter;                          
  private IPrinter _printer;                                      
  public DocumentPrinter(
    IDocumentRepository repository,
    IDocumentFormatter formatter,
    IPrinter printer)
  {
    _repository = repository;
    _formatter = formatter;
    _printer = printer;
  }
  public void PrintDocument(string documentName)
  {
    var document = _repository.GetDocumentByName(documentName);
    var formattedDocument = _formatter.Format(document);
    _printer.Print(formattedDocument);
  }
}
حالا به سادگی می‌توان پیاده سازی‌های متفاوتی را از وابستگی‌های DocumentPrinter انجام داد و به آن تزریق کرد. همچنین اکنون نوشتن آزمون واحد هم ممکن شده است ، می‌توان یک پیاده سازی جعلی از هر کدام از Interface‌ها انجام داد و جهت اهداف Unit testing از آن استفاده کرد. به طور مثال می‌توان یک پیاده سازی جعلی از IPrinter انجام داد و بدون نیاز به ارسال صفحه به پرینتر عملکرد سیستم را تست کرد.
با وجودی که موفق شدیم چفت شدگی میان DocumentPrinter و وابستگی هایش را از بین ببریم اما اکنون استفاده از آن پیچیده شده است ، هربار که قصد نمونه سازی شیء را داریم باید به یاد آوریم کدام پیاده سازی از Interface مورد نیاز است ؟ این پروسه را می‌توان به کمک یک DI Container اتوماسیون کرد.
DI Container یک Factory هوشمند است ، مانند بقیه‌ی کلاس‌های Factory وظیفه‌ی نمونه سازی اشیاء را بر عهده دارد. هوشمندی آن در اینجا هست که می‌داند چطور وابستگی‌ها را نمونه سازی کند . DI Container‌های زیادی برای .NET وجود دارند یکی از محبوب‌ترین آنها StructureMap می‌باشد که قبلا در سایت درباره آن صحبت شده است .
برای مثال جاری پس از افزودن StructureMap به پروژه کافی است در ابتدای شروع برنامه به آن بگوییم برای هر Interface کدام شیء را وهله سازی کند : 
ObjectFactory.Configure(cfg =>
{
  cfg.For<IDocumentRepository>().Use<FilesystemDocumentRepository>();
  cfg.For<IDocumentFormatter>().Use<DocumentFormatter>();
  cfg.For<IPrinter>().Use<Printer>();
});
مطالب
انجام پی در پی اعمال Async به کمک Iterators - قسمت اول

تقریبا تمام اعمال کار با شبکه در Silverlight از مدل asynchronous programming پیروی می‌کنند؛ از فراخوانی یک متد وب سرویس تا دریافت اطلاعات از وب و غیره. اگر در سایر فناوری‌های موجود در دات نت فریم ورک برای مثال جهت کار با یک وب سرویس هر دو متد همزمان و غیرهمزمان در اختیار برنامه نویس هستند اما اینجا خیر. اینجا فقط روش‌های غیرهمزمان مرسوم هستند و بس. خیلی هم خوب. یک چارچوب کاری خوب باید روش استفاده‌ی صحیح از کتابخانه‌های موجود را نیز ترویج کند و این مورد حداقل در Silverlight اتفاق افتاده است.
برای مثال فراخوانی‌های زیر را در نظر بگیرید:
private int n1, n2;

private void FirstCall()
{
Service.GetRandomNumber(10, SecondCall);
}

private void SecondCall(int number)
{
n1 = number;
Service.GetRandomNumber(n1, ThirdCall);
}

private void ThirdCall(int number)
{
n2 = number;
// etc
}
عموما در اعمال Async پس از پایان عملیات در تردی دیگر، یک متد فراخوانی می‌گردد که به آن callback delegate نیز گفته می‌شود. برای مثال توسط این سه متد قصد داریم اطلاعاتی را از یک وب سرویس دریافت و استفاده کنیم. ابتدا FirstCall فراخوانی می‌شود. پس از پایان کار آن به صورت خودکار متد SecondCall فراخوانی شده و این متد نیز یک عملیات Async دیگر را شروع کرده و الی آخر. در نهایت قصد داریم توسط مقادیر بازگشت داده شده منطق خاصی را پیاده سازی کنیم. همانطور که مشاهده می‌کنید این اعمال زیبا نیستند! چقدر خوب می‌شد مانند دوران synchronous programming (!) فراخوانی‌های این متدها به صورت ذیل انجام می‌شد:
private void FetchNumbers()
{
int n1 = Service.GetRandomNumber(10);
int n2 = Service.GetRandomNumber(n1);
}
در برنامه نویسی متداول همیشه عادت داریم که اعمال به صورت A –> B –> C انجام شوند. اما در Async programming ممکن است ابتدا C انجام شود، سپس A و بعد B یا هر حالت دیگری صرفنظر از تقدم و تاخر آن‌ها در حین معرفی متدهای مرتبط در یک قطعه کد. همچنین میزان خوانایی این نوع کدنویسی نیز مطلوب نیست. مانند مثال اول ذکر شده، یک عملیات به ظاهر ساده به چندین متد منقطع تقسیم شده است. البته به کمک lambda expressions مثال اول را به شکل زیر نیز می‌توان در طی یک متد ارائه داد اما اگر تعداد فراخوانی‌ها بیشتر بود چطور؟ همچنین آیا استفاده از عدد n2 بلافاصله پس از عبارت ذکر شده مجاز است؟ آیا عملیات واقعا به پایان رسیده و مقدار مطلوب به آن انتساب داده شده است؟
private void FetchNumbers()
{
int n1, n2;

Service.GetRandomNumber(10, result =>
{
n1 = result;
Service.GetRandomNumber(n1, secondResult =>
{
n2 = secondResult;
});
});
}

به عبارتی می‌خواهیم کل اعمال انجام شده در متد FetchNumbers هنوز Async باشند (ترد اصلی برنامه را قفل نکنند) اما پی در پی انجام شوند تا مدیریت آن‌ها ساده‌تر شوند (هر لحظه دقیقا بدانیم که کجا هستیم) و همچنین کدهای تولیدی نیز خواناتر باشند.
روش استانداری که توسط الگوهای برنامه نویسی برای حل این مساله پیشنهاد می‌شود، استفاده از الگوی coroutines است. توسط این الگو می‌توان چندین متد Async را در حالت معلق قرار داده و سپس در هر زمانی که نیاز به آن‌ها بود عملیات آن‌ها را از سر گرفت.
دات نت فریم ورک حالت ویژه‌ای از coroutines را توسط Iterators پشتیبانی می‌کند (از C# 2.0 به بعد) که در ابتدا نیاز است از دیدگاه این مساله مروری بر آن‌ها داشته باشیم. مثال بعد یک enumerator را به همراه yield return ارائه داده است:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;

namespace CoroutinesSample
{
class Program
{
static void printAll()
{
foreach (int x in integerList())
{
Console.WriteLine(x);
}
}

static IEnumerable<int> integerList()
{
yield return 1;
Thread.Sleep(1000);
yield return 2;
yield return 3;
}

static void Main()
{
printAll();
}
}
}

کامپایلر سی شارپ در عمل یک state machine را برای پیاده سازی این عملیات به صورت خودکار تولید خواهد کرد:

private bool MoveNext()
{
switch (this.<>1__state)
{
case 0:
this.<>1__state = -1;
this.<>2__current = 1;
this.<>1__state = 1;
return true;

case 1:
this.<>1__state = -1;
Thread.Sleep(0x3e8);
this.<>2__current = 2;
this.<>1__state = 2;
return true;

case 2:
this.<>1__state = -1;
this.<>2__current = 3;
this.<>1__state = 3;
return true;

case 3:
this.<>1__state = -1;
break;
}
return false;
}

در حین استفاده از یک IEnumerator ابتدا در وضعیت شیء Current آن قرار خواهیم داشت و تا زمانیکه متد MoveNext آن فراخوانی نشود هیچ اتفاق دیگری رخ نخواهد داد. هر بار که متد MoveNext این enumerator فرخوانی گردد (برای مثال توسط یک حلقه‌ی foreach) اجرای متد integerList ادامه خواهد یافت تا به yield return بعدی برسیم (سایر اعمال تعریف شده در حالت تعلیق قرار دارند) و همینطور الی آخر.
از همین قابلیت جهت مدیریت اعمال Async پی در پی نیز می‌توان استفاده کرد. State machine فوق تا پایان اولین عملیات تعریف شده صبر می‌کند تا به yield return برسد. سپس با فراخوانی متد MoveNext به عملیات بعدی رهنمون خواهیم شد. به این صورت دیدگاهی پی در پی از یک سلسه عملیات غیرهمزمان حاصل می‌گردد.

خوب ما الان نیاز به یک کلاس داریم که بتواند enumerator ایی از این دست را به صورت خودکار مرحله به مرحله آن هم پس از پایان واقعی عملیات Async قبلی (یا مرحله‌ی قبلی)، اجرا کند. قبل از اختراع چرخ باید متذکر شد که دیگران اینکار را انجام داده‌اند و کتابخانه‌های رایگان و یا سورس بازی برای این منظور موجود است.


ادامه دارد ...

مطالب
اصل Command Query separation

در ادامه مطلب قبلی، یکی از مشکلاتی که طراحی Builder از آن رنج می‌برد، نقض کردن قانون command query separation است که در ادامه درباره‌ی این اصل بیشتر بحث خواهیم کرد.

اصل Command query separation یا به اختصار CQS، در کتاب Object-Oriented Software Construction توسط Bertrand Meyer معرفی شد‌ه‌است. بر اساس آن، عملیات‌های سیستم باید یا Command باشند و یا Query و نه هر دوی آن‌ها. وقتی یک کلاینت به امضای یک متد توجه می‌کند، اینکه این متد چه کاری را انجام میدهد Commands نام داشته و به شیء فرمان می‌دهد تا کاری را انجام بدهد. این عملیات وضعیت خود شیء و یا اشیاء دیگر را تغییر می‌دهد. در اینجا Queries به شیء فرمان می‌دهند تا نتیجه‌ی سؤال ( ویا درخواست) را برگرداند.

در آن سوی دیگر، متدهایی را که وضعیت شیء را تغییر می‌‌دهند، به عنوان Command در نظر میگیریم (بدون آنکه مقداری را برگردانند). اگر این نوع متدها، مقداری را برگردانند، باعث سردرگمی کلاینت می‌شوند؛ زیرا کلاینت نمی‌داند این متد باعث تغییر شیء شده‌است و یا Query؟

 همانطور که میدانیم، متد‌ها می‌توانند هر دو کار را با هم انجام دهند؛ یعنی مقداری را برگردانند و همچنین وضعیت شیء را تغییر دهند و همین مورد باعث سردرگمی و نقض می‌شود. وقتی متد‌های Command را از Query جدا میکنیم، ما را به سمت یک طراحی قابل فهم هدایت می‌کند. متدهایی که مقدار  void برمی گردانند، Command و سایر آنهایی که نوعی (type ) را برمی‌گردانند، Query هستند.
به کد زیر توجه فرمایید:
public class FileStore
    {
        public string WorkingDirectory { get; set; }

        public string Save(int id, string message)
        {
            var path = Path.Combine(this.WorkingDirectory + id + ".txt");
            File.WriteAllText(path, message);
            return path;
        }

        public event EventHandler<MessageEventArgs> MessageRead;

        public void Read(int id)
        {
            var path = Path.Combine(this.WorkingDirectory + id + ".txt");
            var msg = File.ReadAllText(path);
            this.MessageRead(this, new MessageEventArgs { Message = msg });    
        }
    }
اولین مشکلی که در طراحی این کلاس وجود مربوط به متد Read است؛ زیرا این متد void برمی‌گرداند. پس درنتیجه از نوع Command است. ولی اگر بیشتر به این متد توجه فرمایید احساس خواهید کرد که متد Read باید به صورت Query باشد. زیرا این متد قرار بوده مقداری را برگرداند؛ ولی اینجا به صورت void پیاده سازی شده‌است. در عوض  متد Save به صورت Query پیاده سازی شده است.
برای حل این مشکل کافی است تا امضای متد Read را به این صورت تغییر دهیم:
 public string Read(int id)
 {
     var path = Path.Combine(this.WorkingDirectory + id + ".txt");
     var msg = File.ReadAllText(path);
     this.MessageRead(this, new MessageEventArgs { Message = msg });
     return msg;
  }
خوب؛ اولین سوالی که پیش می‌آید این است که آیا این Query چیزی را تغییر می‌دهد؟ (تغییر شیء یا اشیایی دیگر) 
در ادامه متوجه خواهید شد این کد باعث فراخواندن یک event می‌شود. حالا آیا این event از نوع Command است یا Query؟ از نوع Command است؛ چون EventHandler  مانند متد‌هایی هستند که مقدار void را بر می‌گردانند و همانطور که میدانید، متدهایی که مقدار void را بر می‌گردانند، از نوع Command میباشند که وضعیت شیء را تغییر می‌دهند و برای اینکه از اصل CQS پیروی کنیم، باید این event را حذف کنیم تا متد Read از نوع Query باشد.
اگر به امضای متد Save  دقت کنید، به صورت یک Query است. ولی اگر به پیاده سازی آن دقت کنید، بیشتر شبیه به یک Command است تا یک Query و مهمترین ویژگی یک Command این است که مقدار void را بر می‌گرداند و برای حل این مشکل، متد Save را به صورت زیر تغییر می‌دهیم:
public void Save(int id, string message)
{
    var path = Path.Combine(this.WorkingDirectory + id + ".txt");
    File.WriteAllText(path, message);
}
همانطور که متوجه شدید، با این تغییر دیگر ما دسترسی به  مقدار path نخواهیم داشت و شاید مقدار path برای کلاینت مهم باشد. برای حل این مشکل متد جدیدی را به نام GetFileName به کلاس اضافه می‌کنیم؛ تا کلاینت به مقدار Path دسترسی داشته باشد. توجه داشته باشید که امضای متد GetFileName به صورت query پیاده سازی شده‌است.
public class FileStore
    {
        public string WorkingDirectory { get; set; }

        public void Save(int id, string message)
        {
            var path = GetFileName(id);  //ok to query from Command
            File.WriteAllText(path, message);            
        }

        public string Read(int id)
        {
            var path = GetFileName(id);
            var msg = File.ReadAllText(path);
            return msg;
        }
     
        public string GetFileName(int id)
        {
            return Path.Combine(this.WorkingDirectory , id + ".txt");     
        }
    }
تنها نکته‌ای که در اینجا بد نیست به آن اشاره کنیم این است که متدهایی که از نوع command هستند، می‌توانند بدون هیچگونه مشکلی متد‌های query را فراخوانی کنند. زیرا مهمترین ویژگی query‌ها این هستند که وضعیت شیء را تغییر نمی‌دهند و در نتیجه در هر بار فراخوانی، همان نتیجه را بازگشت می‌دهند.

چکیده:

هدف اصلی از طراحی نرم افزار، غالب شدن بر پیچیدگی‌ها می‌باشد. اصل CQS متد‌ها را به دو دسته‌ی Command و Query تقسیم می‌کند که Query ، اطلاعاتی را از وضعیت سیستم بر می‌گرداند، ولی command  وضعیت سیستم را تغییر می‌دهد و مهمترین دستاورد CQS ما را به سمت کدی تمیز‌تر و با قابلیت درک بهتر می‌رساند.

اشتراک‌ها
طراحی Entity پایه برای کلاس های Domain

How you shouldn’t implement base classes

public class Entity<T>
{

  public T Id { get; protected set; }

}

Motivation for such code it pretty clear: you have a base class that can be reused across multiple projects. For instance, if there is a web application with GUID Id columns in the database and a desktop app with integer Ids, it might seem a good idea to have the same class for both of them. In fact, this approach introduces accidental complexity because of premature generalization. 

There is no need in using a single base entity class for more than one project or bounded context. Each domain has its unique path, so let it grow independently. Just copy and paste the base entity class to a new project and specify the exact type that will be used for the Id property. 

طراحی Entity پایه برای کلاس های Domain
مطالب
کاهش پیچیدگی؛ قسمت اول: الگوی مورد خاص (Special Case Pattern)
مهمترین دستاورد  الگوی شیء نال ( Null Object Pattern ) این است که جریان کنترل (branch ) برای شاخه مثبت و منفی یکسان است و هیچگونه انشعاب شرطی بر اساس آزمون‌های null وجود ندارد. شی‌ءهای حقیقی دارای یک سری از رفتار‌ها هستند؛ ولی Null Object معمولا هیچ کاری را انجام نمی‌دهد. 

Null Object دارای هیچگونه اطلاعاتی نیست. اگر ما یک برنامه تجارت داشتیم که در آن درخواست خرید، Null Object را برگرداند، در واقع تمام سر نخ‌هایی را که چرا عملیات با شکست مواجه شد‌ه‌است، کنار می‌گذاریم. آیا این مبلغ در حساب کاربری کاربر کافی نیست و یا آیا آیتمی موجود نیست؟ 

در این مقاله حالت‌هایی را که الگوی طراحی Null Object، قادر به تشخیص آنها نیست را به وسیله الگوی طراحی Special case رفع می‌کنیم.


 الگوی طراحی Special Case 

گاهی از اوقات پیش خواهد آمد که ما تسلیم شده و شیءای را برمی‌گردانیم که خودش نشان دهنده خطاست. اما همه شکست‌ها یکسان نیستند. در ابتدا، کاربر ممکن است واجد شرایط انجام خرید نباشد. اما اگر واجد شرایط باشد، آیتم مورد نظر ممکن است در انبار نباشد. در صورت موجود بودن در انبار، حساب کاربر ممکن است مبلغ کافی نداشته باشد.

بجای برگشت دادن شیء Null در تمام این موارد، ما می‌توانیم نتیجه را اصلاح کنیم و اساسا هر بار یک شیء مختلف را بازگردانیم. اینها هنوز هم نوعی از اشیاء Null هستند؛ ولی اینبار دارای معانی هستند. یکی از انها برای «حساب کاربری ناکافی» است، یکی دیگر برای «سایت در دست تعمیر و نگهداری» است و یا یکی دیگر از آنها «موجود نبودن در انبار» خواهد بود. 

چنین اشیائی به موارد خاص ( Special Case ) اشاره می‌کنند. ما می‌توانیم اشیاء مورد خاص ( Special Case ) را به عنوان نتایج واقعی عملیات بسازیم. فقط اگر تمام بررسی‌های کسب و کار به پایان برسند و عملیات موفقیت آمیز باشد، آنگاه شیء واقعی نتیجه را باز می‌گردانیم.


نمونه‌ای از پیاده سازی موارد خاص

این بخشی از رابط کاربری است که توسط سرویس‌های برنامه کاربردی اجرا می‌شود:

public interface IApplicationServices
{
    ...
    IReceiptViewModel LoggedInUserPurchase(string itemName);
}

لایه نمایش انتظار دارد که لایه نرم افزار یک ویو مدل به خصوصی را برای آن تولید کند. در حال حاضر ما یک سناریوی موفقیت آمیز را داریم که در آن ویو مدل شامل اطلاعات واقعی از خرید است و چندین سناریوی شکست. 

 اگرعملیات خرید با هر کدام از شرایط زیر مواجه شود به شکست می‌انجامد:

       1)  سایت در دست تعمیر و نگهداری باشد.

       2)  کاربر ثبت نشده و یا فعال نیست.

       3) آیتمی موجود نیست و یا وجود ندارد.

       4)  موجودی کاربر کم باشد.

 برای هر یک از این موارد یک کلاس خاص را ایجاد می‌کنیم که رابط کاربری IReceiptViewModel را پیاده سازی خواهد کرد. 
public class DownForMaintenance: IReceiptViewModel
{
}
این ویو مدل نشان دهنده این می‌باشد که سایت در دست تعمیر و نگهداری است. در حال حاضر هیچ اطلاعات اضافی همراه آن نیست؛ اما بعدها می‌توانیم بعضی از ویژگی‌های آن را اضافه کنیم. برای مثال زمان برآورد که سایت چه زمانی دوباره باز می‌شود. 
public class InvalidUser: IReceiptViewModel
{
    public string UserName { get; private set; }

    public InvalidUser(string userName)
    {
        this.UserName = userName;
    }
}
این کلاس برای مواقعی که کاربر وجود نداشته باشد و یا غیر فعال باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. اینبار شیء مورد خاص (Special case) دارای اطلاعات اضافی مانند نام کاربری که خرید آن شکست خورده است، می‌باشد. 
توجه داشته باشید موارد خاص InvalidUser زمانی تولید می‌شوند که حالت DownForMaintenance را با موفقیت گذرانده باشیم. این دقیقا همان لحظه‌ای است که برنامه ما می‌داند کاربر وارد سیستم شده‌است. 
این قاعده کلی در الگوی طراحی مورد خاص ( Special case ) است. همانطور که از طریق منطق دامنه ( Domain Logic ) پیشرفت می‌کنید، اطلاعات بیشتری جمع آوری می‌شود که هر کدام از آنها برای تولید یک مورد مورد خاص با ارزش‌تر، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
public class OutOfStock: IReceiptViewModel
{
    public string UserName { get; private set; }
    public string ItemName { get; private set; }

    public OutOfStock(string userName, string itemName)
    {
        this.UserName = userName;
        this.ItemName = itemName;
    }
}
این ویو مدل نشان دهنده این است که آیتمی موجود نیست. اینبار ما نام کاربری و نام آیتم (معتبر) را می‌دانیم. این شیء شامل اطلاعاتی است که آیتم مشخص شده توسط کاربر ثبت شده موجود در انبار موجود نیست. 
public class InsufficientFunds: IReceiptViewModel
{
    public string UserName { get; private set; }
    public decimal Amount { get; private set; }
    public string ItemName { get; private set; }

    public InsufficientFunds(string userName, decimal amount, string itemName)
    {
        this.UserName = userName;
        this.Amount = amount;
        this.ItemName = itemName;
    }
}
در نهایت، این مدل اطلاعاتی را ارائه می‌دهد که کاربری خاص، موجودی کافی برای پرداخت اقلام درخواستی را ندارد. بازگشت یک مورد خاص ( Special case) بجای Null Object ساده که حاوی اطلاعات اضافی نیست، به ما اجازه می‌دهد که اطلاعات قابل تامل‌تری را به کاربر بازگشت دهیم.

مثال استفاده از موارد خاص ( Special case)
با این حال ما تعدادی از کلاس‌های مورد خاص را پیاده سازی کرده‌ایم که هر کدام برای سناریوهای منفی در برنامه است. در هر موردی که ما شیء null یا Null را استفاده می‌کردیم وآن را بازگشت می‌دادیم، اکنون دیگر فقط مورد خاص را ایجاد و باز می‌گردانیم.
public class ApplicationServices: IApplicationServices
{
    ...
    public IReceiptViewModel LoggedInUserPurchase(string itemName)
    {
        if (IsDownForMaintenance())
            return new DownForMaintenance();
        return this.domain.Purchase(Session.LoggedInUserName, itemName);
    }

    private bool IsDownForMaintenance()
    {
        return File.Exists("maintenance.lock");
    }
}
این پیاده سازی سرویس نرم افزاری است که می‌تواند برای موارد تعمیر و نگهداری در مواردی که برنامه در دست نیست، بازگرداننده شود. در غیر این صورت سرویس برنامه، سرویس  دامین را فراخوانی کرده و شیءای را که آنجا تولید می‌شود، بازگشت می‌دهد. 
در داخل سرویس دامنه، مسائل ممکن است بسیار پیچیده‌تر باشند که در اینجا پیاده سازی شده است:
public class DomainServices: IDomainServices
{
    public IReceiptViewModel Purchase(string userName, string itemName)
    {
        User user = this.userRepository.Find(userName);
        if (user == null)
            return new InvalidUser(userName);

        Account account = this.accountRepository.FindByUser(user);
        return this.Purchase(user, account, itemName);
    }

    private IReceiptViewModel Purchase(User user, Account account, string itemName)
    {
        Product item = this.productRepository.Find(itemName);
        if (item == null)
            return new OutOfStock(user.UserName, itemName);

        ReceiptDto receipt = user.Purchase(item);
        MoneyTransaction transaction = account.Withdraw(receipt.Price);
        if (transaction == null)
            return new InsufficientFunds(user.UserName, receipt.Price, itemName);

        return receipt;
    }
}
در این مورد، اگر در سرویس‌های دامنه، چیزی اشتباه برآورده شود، موارد خاصی را باز می‌گردانند. فقط در پایان اجرا، اگر همه چیز خوب پیش رود، سرویس دامنه یک شیء واقعی را بازگشت خواهد داد.
به این ترتیب زمانیکه کاربر درخواست خریدی را می‌کند، خدمات برنامه و دامنه، اطلاعات و اتفاقات لازم را به لایه نمایش ارسال می‌کنند. اگر خرید با خطا رو به رو شد، لایه نمایش یک شیء را که حاوی تمام داده‌های موجود در مورد دلایل شکست است، دریافت می‌کند. اگر خرید با موفقیت باشد، لایه نمایش یک شیء را دریافت خواهد کرد که قادر به نمایش آن به کاربر خواهد بود.

نتیجه گیری
الگوی طراحی مورد خاص، مکمل ایده الگوی Null Object است. در بسیاری از موارد، Null Object واقعا قابل اجرا نیست؛ زیرا اطلاعاتی را درباره آنکه چرا هیچ خاصیت خاصی تولید نمی‌شود، ارائه نمی‌دهد. special case شیء خاصی است که اطلاعات بیشتری را ارائه می‌دهد.
نتیجه این پیچیدگی در کد این است که تماس گیرنده مجبور به انجام if-then-else بر اساس اینکه آیا شیء null یا غیر null است، دیگر نیست. رفرنس‌ها همیشه غیر Null خواهند بود. تنها تفاوت قابل ملاحظه‌ای که بین الگوهای Null Object و Special case وجود دارد این است که الگوی خاص ( Special Case) رفتارهای پیچیده‌تری را از خود نشان می‌دهد. از این رو، الگوی مورد خاص را می‌توان به سناریوهای پیچیده‌تری اعمال کرد که تماس گیرنده را از منطق if-then-else محافظت می‌کند. 
مطالب
معماری میکروسرویس‌ها
برنامه‌های بزرگ سمت سرور که با تعداد بسیار زیادی کاربر و داده سر و کار دارند، نباید فقط درگیر پاسخگویی سریع و فراهم کردن وب سرویس‌ها برای پلت‌فرم‌های مختلف باشند. این برنامه‌ها باید بتوانند به سادگی رشد کرده، ارتقاء پیدا کنند و به روز شوند. برای ساخت و توسعه این نوع برنامه‌ها، دو مدل معماری وجود دارد: یکی  معماری Monolithic و دیگری معماری Microservices. برای شناخت معماری Microservices، ابتدا بایستی با معماری Monolithic آشنا شد.


 معماری Monolithic چیست؟ 

در معماری Monolithic بخش‌های مختلف برنامه سمت سرور از جمله پردازش پرداخت آنلاین، مدیریت حساب‌ها، اعلان‌ها و سایر بخش‌ها همگی در یک واحد منفرد جمع شده‌اند. به عبارتی اگر برنامه تحت وب که در سرور قرار دارد به صورت یک جا با تمام متعلقات خود برای پاسخ به درخواست‌های سمت کلاینت، کار با پایگاه داده و انجام سایر الگوریتم‌ها اجرا شود، این برنامه از معماری Monolithic استفاده میکند.


مشکلات معماری Monolithic

  •  در معماری Monolithic زمانیکه ترافیک برنامه در سمت سرور افزایش پیدا میکند، باید برای پاسخگویی، اندازه را افزایش داد. یعنی باید برنامه تحت وب خود را بر روی سرورهای مختلف مجددا اجرا نمود. بخشی به نام Load Balancer، وظیفه توزیع درخواست‌ها را به سرورهای مختلف که بر روی هر یک، یک نسخه از برنامه در حال اجرا است، به عهده دارد. بر اساس توضیحی که از این معماری ارایه شد، در هر یک از این اجرا‌ها، کل برنامه با تمام متعلقاتی که دارد، فارغ از اینکه به همه آنها نیاز است یا نه، از منابع سرور استفاده میکند.

  • در معماری Monolithic برنامه‌ها بر اساس یک زبان برنامه‌نویسی مشخص، برای یک فریم ورک مشخص نوشته می‌شوند. این برنامه‌ها اصطلاحا چند سکویی نیستند و کامپوننت‌های نوشته شده برای آنها فقط در فریم ورک جاری قابل استفاده مجدد هستند.
  • ممکن است برای هر تغییر ریز و درشت در برنامه‌های این معماری، نیاز به Build و Deploy مجدد کل برنامه باشد که احتمال از دسترس خارج شدن برنامه هم وجود دارد.
  • اگر بخشی از برنامه از کار بیافتد، ممکن است باعث از کار افتادن کل برنامه یا بخشهایی از آن شود. 


معماری Microservices

معماری Microservices راه نجات از مشکلات معماری Monolithic است. در معماری Microservices، برنامه سمت سرور به سرویس‌های مختلفی تقسیم میشود. هر سرویس یک فرآیند پردازشی مستقل است که به عنوان یکی از قابلیت‌های خاص برنامه سمت سرور به حساب می‌آید. به عنوان مثال یک سرویس وظیفه پرداخت‌ها را به عهده دارد و دیگری بطور مستقل برای مدیریت حساب‌ها استفاده می‌شود. برنامه‌های نوشته شده با این معماری اجباری برای اجرا شدن در سرورهای جداگانه را ندارند، مگر اینکه یک سرویس، شرایط خاصی از جمله مصرف بالای RAM یا نیاز به پردازش ویژه و زیاد در CPU را داشته باشد. در اینصورت بهتر است که سرویس از یک سرور مجزا اجرا شود. لازم است که سرویس‌ها در بستر شبکه با یکدیگر در ارتباط باشند. 

 در دیاگرام بالا میشود اینطور تصور کرد که Service1، یک وب سرور است که با مرورگر برای دریافت درخواست‌ها در ارتباط است و باقی سرویس‌ها حکم API  برای عملیات‌های مختلف را دارند. 


 ارزش معماری Microservices

  • از آنجایی که سرویس‌ها از طریق زبان مشترک شبکه با یکدیگر در ارتباط هستند، میشود آنها را با زبانهای برنامه‌نویسی مختلف و بر روی فریم‌فرک‌های متفاوت نوشت. 
  • بدیهی است که با این معماری، هر سرویس را میشود به صورت جداگانه ایجاد کرد و تغییر داد که باعث سرعت در به روزرسانی و فرآیند گسترش برنامه میشود.
  • مانیتور کردن سرویس‌ها ساده‌تر خواهد بود. از آنجایی که هر سرویس به صورت یک پردازش جداگانه اجرا خواهد شد، تعیین اینکه هر سرویس از چه منابعی و به چه اندازه‌ای استفاده میکند، آسان‌تر خواهد بود.
  • از آنجایی که این سرویس‌ها از طریق شبکه در تبادل هستند، میشود از آنها در سایر برنامه‌ها مجدداً استفاده کرد. 


افزایش یک سرویس خاص

 یکی از با ارزش‌ترین قابلیت‌های معماری Microservices، افزایش یک سرویس، که به عنوان مثال فقط یک وهله از آن در حال اجراست، به دو یا سه وهله جداگانه است؛ بدون آنکه نیاز باشد سرویس‌های در ارتباط با آنها نیز وهله سازیهای اضافه‌ای داشته باشند. این حالت در دیاگرام زیر قابل مشاهده است. 

 در دیاگرام بالا از سرویس یک، دو وهله، در دو سرور جداگانه ایجاد شده است که Load Balancer ترافیک ورودی را بین آنها تقسیم میکند. باقی سرویس‌ها به همان تعداد که بودند باقی می‌مانند.


مشکلات معماری Microservices

  • از آنجایی که برنامه‌های سمت سرور نوشته شده با این معماری به سرویس‌های مختلفی تقسیم میشوند، گسترش و تنظیمات آنها می‌تواند کاری وقت گیر و طاقت فرسایی باشد.
  • از آنجایی که ارتباط بین سرویس‌ها در بستر شبکه انجام می‌شود، انتظار کندی عملکرد سرویس‌ها دور از ذهن نیست.
  • به دلیل ارتباطات شبکه‌ای، احتمال آسیب پذیری‌های امنیتی در این نوع برنامه‌ها بیشتر است.
  • نوشتن سرویس‌هایی که در بستر شبکه با سایر سرویس‌ها در ارتباط هستند سختی و مشکلات خود را دارد. برنامه‌نویس در این شرایط، درگیر برقراری ارتباط، رمزگذاری داده‌ها در صورت نیاز و تبدیل آنها می‌شود.
  • به دلیل مجزا بودن بخش‌های مختلف برنامه، مانیتور کردن و ردیابی عملکرد سرویس‌ها، یکی از کارهای اصلی توسعه دهنده یا استفاده کننده از برنامه است. 
  • در مجموع سرعت برنامه‌های نوشته شده با معماری Microservices کندتر از برنامه‌های نوشته شده با معماری Monolithic است. دلیل آن محیط اجرایی برنامه‌ها است. برنامه‌هایی با معماری Monolithic بر روی حافظه سرور پردازش می‌شوند.


چه زمانی از معماری Microservices استفاده کنیم؟

در واقع قاعده مشخصی برای انتخاب بین این دو معماری وجود ندارد. شاید بهترین دلیل برای استفاده از این معماری زمانی است که تیم توسعه دهنده به این نتیجه برسد که خصوصیات معماری Monolithic برای آنها مشکل به حساب می‌آید.
اگر تیم توسعه دهنده تصمیم بگیرد که از معماری Monolithic به نوع Microservices تغییر مسیر دهد، نیازی به نوشتن کل برنامه از ابتدا نیست. در این شرایط می‌توان فقط کامپوننت‌هایی را که دردسر ساز شده‌اند، به نوع سرویسی آن تبدیل کرد. به این نوع برنامه‌های سمت سروری که بخش اصلی برنامه به صورت Monolithic ولی برخی از عملکردهای خاص آن به صورت سرویسی نوشته شده باشد، اصطلاحا معماری Microservices با هسته Monolithic گفته می‌شود.

 

 مدیریت داده‌ها: 

در معماری Microservices، هر سرویس می‌تواند پایگاه داده خود را برای ذخیره داده‌ها داشته باشد و یا اینکه از یک پایگاه داده مرکزی بهره ببرد. استفاده از پایگاه داده‌ی مجزای برای هر سرویس، مشکلات خود را دارد. باید بین سرویس‌های مختلف، همگام سازی صورت بگیرد که در این صورت، اگر یکی از سرویس‌ها از کار بیافتد، سرویس‌های وابسته به آن که داده‌ها بین آنها در تبادل هستند، دچار مشکل می‌شود و مسئله می‌تواند به سایر سرویس‌ها که به صورت زنجیر وار به داده‌های در حال تبادل یکدیگر وابسته هستند، سرایت کند. همچنین در این روش داده‌های تکراری وجود خواهند داشت و در نهایت کدنویسی برای این سیستم مشکل خواهد بود. 
در نتیجه بهتر این است که سرویس‌ها با یک پایگاه داده مرکزی سر و کار داشته باشند و اگر سرویس خاصی نیاز داشته باشد که داده‌های بخصوص خود را تولید کند و نمی‌خواهد آن را با سایر سرویس‌ها به اشتراک بگذارد، می‌تواند پایگاه داده مخصوص به خود را داشته باشد. نکته مهم دیگر این است که سرویس‌ها نباید به صورت مستقیم با پایگاه داده مرکزی در ارتباط باشند؛ بلکه به سرویسی مجزا، به نام "سرویس پایگاه داده" که وظیفه فراهم کردن API‌های مخصوص کار با پایگاه داده مرکزی را به عهده دارد، نیاز است.


پیاده‌سازی معماری Microservices‌ها توسط فریم‌فرک Seneca

Seneca یک فریم ورک Node.js است که برای ساخت برنامه‌های سمت سروری با معماری Microservices و هسته Monolithic استفاده می‌شود. در مطلب بعدی به این فریم‌ورک نگاهی گذرا خواهیم داشت.