مشکلات معماری Monolithic

• 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. 
  

• 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. 
  

مشکلات معماری Microservices

 مدیریت داده‌ها: 

پیاده‌سازی معماری Microservices‌ها توسط فریم‌فرک Seneca

$ sudo service docker start
$ sudo systemctl start docker.service

همانطور که مشاهده می‌کنید، پس از راه اندازی، اعلانی مبنی بر اینکه این نود به عنوان Manager شناخته شده و اینکه برای اضافه کردن یک نود Worker چه دستوری را باید اجرا کرد، نمایش داده شده‌است.

اکنون کافی‌است این خط کد را در نود Worker کپی کنیم: 

بعد از موفقیت آمیز بودن اجرای آن، می‌توانید در کامپیوتر Master، با دستور زیر تمام نود‌ها را مشاهده کنید: 

$ sudo docker node ls

همانطور که مشاهده می‌کنید، دو نود وجود دارد که یکی به عنوان Leader شناخته می‌شود. هر زمانی که نیاز بود، می‌شود به راحتی یک Worker دیگر را اضافه کرد.

برای راه اندازی یک کانتینر، swarm از CLI کاملی برخوردار هست؛ اما مایلم اینجا از یک ابزار خوب، برای مدیریت Swarm استفاده کنم. Portainer به عنوان یه ابزار عالی برای مدیریت Image‌ها و Container‌های داکر محسوب می‌شود که کاملا swarm را پشتیبانی می‌کند.

برای راه اندازی portainer کافی است کد زیر را در سیستم Master اجرا کنید: 

$ docker volume create portainer_data
$ docker run -d -p 9000:9000 -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock -v portainer_data:/data portainer/portainer

البته به دلیل عدم دسترسی به داکر هاب از کشور ایران، عملا امکان pull کردن این image، مستقیما از داکر هاب و بدون وی پی ان وجود ندارد. 

بعد از موفقیت آمیز بودن راه اندازی portainer می‌توانید از طریق آدرس http://192.168.64.3:9000 به آن دسترسی داشته باشید. در اولین ورود، پسورد ادمین را تنظیم می‌کنید و بعد از وارد شدن، صفحه‌ای مطابق شکل زیر را خواهید دید:  

اگر بر روی منوی swarm کلیک کنید، همه‌ی نود‌ها را مشاهده خواهید کرد و در صورتیکه بر روی Containers کلیک کنید، همه‌ی Container هایی را که بر روی این سرور وجود دارند، خواهید دید. مهمترین قسمت، بخش Service هاست که مشخصات Container هایی که روی swarm توزیع شدن را نشان می‌دهد و همینطور تعداد Container هایی از این image که Scale شدند. همینطور که می‌بینید فعلا فقط همین Portainer در حال اجراست. 

اجازه دهید یک مثال کاربردی‌تر بزنیم و یک سرویس را ایجاد کنیم.

من بر روی کامپیوتر شخصی‌ام و نه سرورها، با دستور زیر یک پروژه‌ی MVC را با دات نت Core ایجاد می‌کنم:

dotnet new mvc

و سپس دستور dotnet publish را اجرا می‌کنم و به پوشه‌ای که محتویات پابلیش شده در آن قرار دارند رفته و یک فایل بدون پسوند را به نام dockerfile ایجاد می‌کنم و متن زیر را در آن می‌نویسم:

همینطور که می‌بینید من از image مخصوص اجرای دات نت Core در این container استفاده می‌کنم. پوشه‌ی کانتینر را تنظیم می‌کنم و همه‌ی فایل‌هایی که در پوشه‌ی جاری سیستم خودم وجود دارند را به پوشه‌ی جاری کانتینر منتقل می‌کنم و سپس دستور دات نت را با پارامتر اسم dll پروژه‌ام اجرا می‌کنم. این کل محتویات فایل داکر من هست.

ترمینال را در همین پوشه‌ی publish باز می‌کنم و دستور زیر را اجرا می‌کنم:

docker build –t swarmtest:dev .

docker save swarmtest:dev –o swarmtest.tar

طبق شکل زیر یک فایل tar که حاوی image برنامه من هست، ایجاد شد:

حالا با دستور زیر این فایل رو به سرور Master منتقل می‌کنم:

scp –r swarmtest.tar root@192.168.64.3:/srv/images

همانطور که می‌بینید، فایل tar به پوشه‌ای که قبلا در سرور ایجاد کردم، منتقل شد.

حالا به سرور و پوشه‌ای که فایل tar آنجا قرار دارد رفته و با دستور زیر این image را بر روی سیستم load می‌کنم:

sudo docker load –i swarmtest.tar

همانطور که در تصویر می‌بینید، بعد از load شدن، image مورد نظرمان به داکر اضافه شده‌است.

حالا برای اجرا کردن این سرویس بر روی swarm، آدرس portainer را باز می‌کنیم و به قسمت  services می‌رویم و بر روی دکمه‌ی add service کلیک می‌کنیم:

در قسمت نام، نام سرویس و در قسمت imageConfiguration از منوی image‌ها، ایمیجی را که ایجاد کردیم، انتخاب می‌کنیم. در قسمت Replicas تعداد instance‌های container ای را که می‌خواهیم از روی image ایجاد شوند، مشخص می‌کنیم. (این قسمت را بر روی هر وضعیتی می‌توانیم قرار دهیم و زیاد و کم کنیم) و در قسمت port mapping، پورت درون Container و پورتی را که می‌خواهیم بر روی هاست به نمایش درآید، وارد می‌کنیم.

همانطور که می‌بینید من به راحتی می‌توانم تعداد Container‌ها را Scale کنم و نگرانی‌ای بابت load balancing و اینکه کدام container بر روی کدوم سرور ایجاد می‌شود، نخواهم داشت.

برای نمایش برنامه کافی است پورتی را که برای هاست وارد کردیم، با آی پی Master وارد کنیم:

public class Reservation
{
        public int ReservationId { get; set; }
        public string ClientName { get; set; }
        public string Location { get; set; }
}

public interface IRepository
{
        IEnumerable<Reservation> Reservations { get; }
        Reservation this[int id] { get; }
        Reservation AddReservation(Reservation reservation);
        Reservation UpdateReservation(Reservation reservation);
        void DeleteReservation(int id);
}

public class MemoryRepository : IRepository
 {
        private Dictionary<int, Reservation> items;
        public MemoryRepository()
        {
            items = new Dictionary<int, Reservation>();
            new List<Reservation> {
                new Reservation { ClientName = "Alice", Location = "Board Room" },
                new Reservation { ClientName = "Bob", Location = "Lecture Hall" },
                new Reservation { ClientName = "Joe", Location = "Meeting Room 1" }
            }.ForEach(r => AddReservation(r));
        }

        public Reservation this[int id] => items.ContainsKey(id) ? items[id] : null;
        public IEnumerable<Reservation> Reservations => items.Values;

        public Reservation AddReservation(Reservation reservation)
        {
            if (reservation.ReservationId == 0)
            {
                int key = items.Count;
                while (items.ContainsKey(key)) { key++; };
                reservation.ReservationId = key;
            }
            items[reservation.ReservationId] = reservation;
            return reservation;
        }

        public void DeleteReservation(int id) => items.Remove(id);
        public Reservation UpdateReservation(Reservation reservation) => AddReservation(reservation);
}

[Route("api/[controller]")]
public class ReservationController : Controller
    {
        private IRepository repository;
        public ReservationController(IRepository repo) => repository = repo;

        [HttpGet]
        public IEnumerable<Reservation> Get() => repository.Reservations;

        [HttpGet("{id}")]
        public Reservation Get(int id) => repository[id];

        [HttpPost]
        public Reservation Post([FromBody] Reservation res) =>
                    repository.AddReservation(new Reservation
                    {
                        ClientName = res.ClientName,
                        Location = res.Location
                    });
        [HttpPut]
        public Reservation Put([FromBody] Reservation res) => repository.UpdateReservation(res);

        [HttpPatch("{id}")]
        public StatusCodeResult Patch(int id, [FromBody] JsonPatchDocument<Reservation> patch)
        {
            Reservation res = Get(id);
            if (res != null)
            {
                patch.ApplyTo(res);
                return Ok();
            }
            return NotFound();
        }

        [HttpDelete("{id}")]
        public void Delete(int id) => repository.DeleteReservation(id);
}

namespace System
{
    public interface IServiceProvider
    {
        object GetService(Type serviceType);
    }
}

using System;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Logging;
using Microsoft.Extensions.Logging.Abstractions;

namespace CoreIocServices
{
    public interface IProductService
    {
        void Delete(int id);
    }

    public class ProductService : IProductService
    {
        private readonly ITestService _testService;
        private readonly ILogger<ProductService> _logger;

        public ProductService(IServiceProvider serviceProvider)
        {
            _testService = serviceProvider.GetRequiredService<ITestService>();
            _logger = serviceProvider.GetService<ILogger<ProductService>>() ?? NullLogger<ProductService>.Instance;
        }

        public void Delete(int id)
        {
            _testService.Run();
            _logger.LogInformation($"Deleted a product with id = {id}");
        }
    }
}

namespace Microsoft.Extensions.DependencyInjection
{
    public static class ServiceProviderServiceExtensions
    {
        public static T GetRequiredService<T>(this IServiceProvider provider);
        public static T GetService<T>(this IServiceProvider provider);
    }
}

 PM> Install-Package Microsoft.AspNet.SignalR

 PM> Install-Package Microsoft.AspNet.SignalR -Version 1.1.3

 <script src="Scripts/jquery-1.6.4.min.js" type="text/javascript"></script>
<script src="Scripts/jquery.signalR-1.1.3.min.js" type="text/javascript"></script>
<script src="signalr/hubs" type="text/javascript"></script>

using Microsoft.AspNet.SignalR;

namespace WebFormsSample03.Common
{
    public class ProgressHub : Hub
    {
        /// <summary>
        /// این متد استاتیک تعریف شده تا در برنامه به صورت مستقیم قابل استفاده باشد
        /// یا می‌شد اصلا این متد تعریف نشود و از همان دریافت زمینه هاب در کنترلر استفاده گردد
        /// </summary>        
        public static void UpdateProgressBar(int value, string connectionId)
        {
            var ctx = GlobalHost.ConnectionManager.GetHubContext<ProgressHub>();
            ctx.Clients.Client(connectionId).updateProgressBar(value); //فراخوانی یک متد در سمت کلاینت
        }
    }
}

using System.Threading;
using System.Web.Http;
using WebFormsSample03.Common;

namespace WebFormsSample03
{
    public class DownloadRequest
    {
        public string Url { set; get; }
        public string ConnectionId { set; get; }
    }

    public class DownloaderController : ApiController
    {
        public void Post([FromBody]DownloadRequest data)
        {
            //todo: start downloading the data.Url ....

            ProgressHub.UpdateProgressBar(10, data.ConnectionId);
            Thread.Sleep(2000);

            ProgressHub.UpdateProgressBar(40, data.ConnectionId);
            Thread.Sleep(3000);

            ProgressHub.UpdateProgressBar(64, data.ConnectionId);
            Thread.Sleep(2000);

            ProgressHub.UpdateProgressBar(77, data.ConnectionId);
            Thread.Sleep(2000);

            ProgressHub.UpdateProgressBar(92, data.ConnectionId);
            Thread.Sleep(3000);

            ProgressHub.UpdateProgressBar(99, data.ConnectionId);
            Thread.Sleep(2000);

            ProgressHub.UpdateProgressBar(100, data.ConnectionId);
        }
    }
}

using System;
using System.Web.Http;
using System.Web.Routing;

namespace WebFormsSample03
{
    public class Global : System.Web.HttpApplication
    {
        protected void Application_Start(object sender, EventArgs e)
        {
            // Register the default hubs route: ~/signalr
            RouteTable.Routes.MapHubs();

            RouteTable.Routes.MapHttpRoute(
                name: "DefaultApi",
                routeTemplate: "api/{controller}/{id}",
                defaults: new { id = RouteParameter.Optional }
            );
        }
    }
}

    <form id="form1" runat="server">
    <div>
    <input id="txtUrl" value="http://www.site.com/file.rar" type="text" />
        <input id="send" type="button" value="start download ..." />
        <br />
        <div id="bar" style="border: #000 1px solid; width:300px;"></div>
    </div>
    </form>
    <script type="text/javascript">
        $(function () {
            $.connection.hub.logging = true; //اطلاعات بیشتری را در جاوا اسکریپت کنسول مرورگر لاگ می‌کند
            var progressHub = $.connection.progressHub; //این نام مستعار پیشتر توسط ویژگی نام هاب تنظیم شده است
            progressHub.client.updateProgressBar = function (value) {
                //متدی که در اینجا تعریف شده دقیقا مطابق نام متد پویایی است که در هاب تعریف شده است
                //به این ترتیب سرور می‌تواند کلاینت را فراخوانی کند
                $("#bar").html(GaugeBar.generate(value));
            };
            $.connection.hub.start() // فاز اولیه ارتباط را آغاز می‌کند
            .done(function () {
                $("#send").click(function () {
                    $("#send").attr('disabled', 'disabled');
                    var myClientId = $.connection.hub.id;
                    // اکنون اتصال برقرار است به سرور
                    $.ajax({
                        type: "POST",
                        contentType: "application/json",
                        url: "/api/Downloader",
                        data: JSON.stringify({ Url: $("#txtUrl").val(), ConnectionId: myClientId })
                    }).success(function () {
                        $("#send").removeAttr('disabled');
                    }).fail(function () {
                        //                    
                    });
                });
            });
        });
    </script>