معماری رویداد محور چیست؟

معماری رویداد محور یک الگوی طراحی نرم‌افزار است که در آن ارتباط بین اجزای مختلف سیستم (سرویس‌ها) از طریق تولید و مصرف رویدادها (Events) صورت می‌گیرد. یک رویداد، پیامی است که وقوع یک اتفاق مهم در سیستم را اعلام می‌کند؛ برای مثال، "سفارش جدید ثبت شد"، "پرداخت موفق بود" یا "موجودی کالا به اتمام رسید".

در این معماری، سه جزء اصلی وجود دارد:

• تولیدکننده رویداد (Event Producer): سرویسی که رویدادی را پس از وقوع یک اتفاق در حوزه مسئولیت خود، منتشر می‌کند.

• مصرف‌کننده رویداد (Event Consumer): سرویسی که به یک یا چند نوع رویداد خاص گوش می‌دهد و در صورت دریافت آن‌ها، واکنش مناسب را انجام می‌دهد.

• واسطه رویداد (Event Broker یا Message Broker): زیرساختی مرکزی که وظیفه دریافت رویدادها از تولیدکنندگان و تحویل آن‌ها به مصرف‌کنندگان مربوطه را بر عهده دارد. این واسطه، ارتباط مستقیم بین سرویس‌ها را از بین می‌برد.

این الگو برخلاف مدل سنتی که در آن یک سرویس مستقیماً سرویس دیگری را فراخوانی کرده و منتظر پاسخ می‌ماند، به سرویس‌ها اجازه می‌دهد تا به صورت غیرهمزمان (Asynchronous) و با اتصال سست (Loose Coupling) با یکدیگر تعامل داشته باشند. این ویژگی‌ها مزایای چشمگیری به همراه دارد:

• مقیاس‌پذیری (Scalability): می‌توان تعداد مصرف‌کنندگان یک رویداد را بدون نیاز به تغییر در تولیدکننده، افزایش یا کاهش داد.

• انعطاف‌پذیری و توسعه‌پذیری: افزودن یک قابلیت جدید به سیستم، تنها نیازمند ایجاد یک مصرف‌کننده جدید برای رویدادهای موجود است، بدون آنکه سرویس‌های دیگر تحت تأثیر قرار گیرند.

• تاب‌آوری (Resilience): در صورت از کار افتادن یک سرویس مصرف‌کننده، تولیدکننده همچنان می‌تواند به کار خود ادامه دهد و رویدادها در واسطه ذخیره می‌شوند تا پس از بازگشت سرویس، پردازش شوند.

• پاسخ‌دهی آنی (Responsiveness): سیستم‌ها می‌توانند به تغییرات و اتفاقات به صورت لحظه‌ای واکنش نشان دهند که برای کاربردهای real-time حیاتی است.

الگوهای کلیدی در معماری رویداد محور

برای پیاده‌سازی یک سیستم Event-Driven کارآمد، الگوهای مختلفی وجود دارد که دو مورد از مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

۱. الگوی انتشار/اشتراک (Publish/Subscribe)

الگوی Pub/Sub رایج‌ترین الگو در معماری رویداد محور است. در این مدل، تولیدکننده (Publisher) رویدادها را به یک کانال یا "تاپیک" (Topic) خاص در Message Broker ارسال می‌کند، بدون آنکه بداند چه سرویس‌هایی این رویدادها را دریافت خواهند کرد. از سوی دیگر، مصرف‌کنندگان (Subscribers) در تاپیک‌های مورد علاقه خود ثبت‌نام می‌کنند و تنها رویدادهای منتشر شده در آن تاپیک‌ها را دریافت می‌کنند. این الگو امکان ارتباط یک-به-چند را به سادگی فراهم می‌کند.

۲. الگوی منبع‌یابی رویداد (Event Sourcing)

Event Sourcing یک الگوی قدرتمند برای مدیریت وضعیت (State) در برنامه‌هاست. به جای ذخیره آخرین وضعیت یک موجودیت (Entity) در پایگاه داده، در این الگو تمام تغییراتی که بر روی آن موجودیت اعمال می‌شود، به صورت دنباله‌ای از رویدادها ذخیره می‌گردد. برای به دست آوردن وضعیت فعلی موجودیت، کافی است تمام رویدادهای مربوط به آن را از ابتدا تا انتها دوباره اجرا کنیم.

برای مثال، به جای ذخیره موجودی فعلی یک حساب بانکی، رویدادهایی مانند "حساب با مبلغ X ایجاد شد"، "مبلغ Y واریز شد" و "مبلغ Z برداشت شد" را ذخیره می‌کنیم. این رویکرد مزایای زیر را به همراه دارد:

• تاریخچه کامل تغییرات: تمام وقایع به صورت خواندنی و غیرقابل تغییر ثبت می‌شوند که برای حسابرسی (Auditing) و تحلیل‌های تاریخی فوق‌العاده است.

• بازسازی وضعیت: می‌توان وضعیت سیستم را در هر نقطه از زمان در گذشته بازسازی کرد.

• اشکال‌زدایی ساده‌تر: با بررسی دنباله رویدادها، به راحتی می‌توان فهمید که سیستم چگونه به وضعیت فعلی رسیده است.

این الگو اغلب در کنار الگوی CQRS (Command Query Responsibility Segregation) استفاده می‌شود که در آن عملیات خواندن و نوشتن داده‌ها از یکدیگر جدا می‌شوند تا بهینه‌سازی‌های بیشتری امکان‌پذیر گردد.

پیاده‌سازی عملی در دات‌نت با RabbitMQ

برای پیاده‌سازی یک سیستم Event-Driven در دات‌نت، به یک Message Broker نیاز داریم. RabbitMQ یکی از محبوب‌ترین و قدرتمندترین واسطه‌های پیام‌رسان متن‌باز است که به طور گسترده در اکوسیستم دات‌نت استفاده می‌شود.

در ادامه یک مثال ساده از پیاده‌سازی الگوی Pub/Sub با استفاده از C# و کتابخانه رسمی RabbitMQ.Client را مشاهده می‌کنید.

گام اول: نصب پکیج

ابتدا پکیج RabbitMQ.Client را از طریق NuGet به پروژه‌های خود اضافه کنید:

Install-Package RabbitMQ.Client

گام دوم: پیاده‌سازی تولیدکننده (Publisher)

سرویس تولیدکننده، رویداد "سفارش ثبت شد" را منتشر می‌کند. در RabbitMQ، این کار از طریق ارسال پیام به یک Exchange از نوع fanout انجام می‌شود که پیام را به تمام صف‌های متصل به خود ارسال می‌کند.

using RabbitMQ.Client;
using System.Text;
using System.Text.Json;

// اطلاعات سفارش
var order = new { OrderId = 123, CustomerName = "John Doe", TotalAmount = 99.99m };
var messageBody = JsonSerializer.Serialize(order);
var body = Encoding.UTF8.GetBytes(messageBody);

// اتصال به RabbitMQ
var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
using var connection = factory.CreateConnection();
using var channel = connection.CreateModel();

// تعریف یک Exchange از نوع fanout
channel.ExchangeDeclare(exchange: "order_events", type: ExchangeType.Fanout);

// انتشار پیام
channel.BasicPublish(exchange: "order_events",
                     routingKey: "", // در fanout routingKey نادیده گرفته می‌شود
                     basicProperties: null,
                     body: body);

Console.WriteLine($"[x] Sent: {messageBody}");

گام سوم: پیاده‌سازی مصرف‌کننده (Subscriber)

سرویس مصرف‌کننده (مثلاً سرویس ارسال ایمیل)، به رویدادهای مربوط به سفارشات گوش می‌دهد و پس از دریافت، ایمیل تأیید را برای مشتری ارسال می‌کند.

using RabbitMQ.Client;
using RabbitMQ.Client.Events;
using System.Text;

var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
using var connection = factory.CreateConnection();
using var channel = connection.CreateModel();

// تعریف همان Exchange
channel.ExchangeDeclare(exchange: "order_events", type: ExchangeType.Fanout);

// تعریف یک صف موقت و انحصاری
var queueName = channel.QueueDeclare().QueueName;
channel.QueueBind(queue: queueName,
                  exchange: "order_events",
                  routingKey: "");

Console.WriteLine(" [*] Waiting for order events.");

var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
consumer.Received += (model, ea) =>
{
    var body = ea.Body.ToArray();
    var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
    Console.WriteLine($"[x] Received: {message}");
    // در اینجا منطق ارسال ایمیل پیاده‌سازی می‌شود
};

channel.BasicConsume(queue: queueName,
                     autoAck: true,
                     consumer: consumer);

Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
Console.ReadLine();

ابزارها و فریمورک‌ها در اکوسیستم دات‌نت

علاوه بر RabbitMQ، ابزارها و فریمورک‌های قدرتمند دیگری نیز برای ساخت سیستم‌های رویداد محور در دات‌نت وجود دارند:

• Apache Kafka: یک پلتفرم استریمینگ رویداد توزیع‌شده که برای پردازش حجم بسیار بالای رویدادها با تأخیر کم طراحی شده است. کافکا برای سناریوهایی مانند لاگینگ، تحلیل آنی داده‌ها و Event Sourcing ایده‌آل است.

• Azure Service Bus: سرویس پیام‌رسان ابری مایکروسافت که امکانات پیشرفته‌ای مانند Topics/Subscriptions (برای الگوی Pub/Sub)، Sessions و Dead-Lettering را ارائه می‌دهد و به خوبی با سایر سرویس‌های Azure یکپارچه می‌شود.

• MassTransit و NServiceBus: این‌ها کتابخانه‌های سطح بالاتری هستند که بر روی Message Broker هایی مانند RabbitMQ و Azure Service Bus قرار می‌گیرند و پیچیدگی‌های کار با آن‌ها را پنهان می‌کنند. این فریمورک‌ها الگوهای رایج مانند Saga، Outbox و Retry را به صورت آماده پیاده‌سازی کرده و توسعه را سرعت می‌بخشند.

تلفیق با طراحی دامنه محور (Domain-Driven Design - DDD)

قدرت واقعی معماری رویداد محور زمانی آشکار می‌شود که با اصول طراحی دامنه محور (DDD) ترکیب شود. در DDD، تمرکز بر روی مدل‌سازی دقیق منطق کسب‌وکار (Domain) است. رویدادهای دامنه (Domain Events) یکی از مفاهیم کلیدی در DDD هستند که نشان‌دهنده اتفاقات مهم در مدل کسب‌وکار شما می‌باشند.

با انتشار Domain Events، می‌توان مرزهای بین بخش‌های مختلف سیستم (Bounded Contexts) را به صورت شفاف و پایدار تعریف کرد. برای مثال، وقتی در حوزه "سفارشات" یک سفارش نهایی می‌شود، رویداد OrderFinalized منتشر می‌شود. سپس حوزه "انبارداری" به این رویداد گوش داده و فرآیند کاهش موجودی را آغاز می‌کند، و حوزه "اطلاع‌رسانی" ایمیل تأیید را ارسال می‌نماید. این رویکرد، وابستگی مستقیم بین این حوزه‌ها را از بین برده و هرکدام را مستقل و قابل توسعه نگه می‌دارد.

نتیجه‌گیری

طراحی یک سیستم Event-Driven در دات‌نت یک گام استراتژیک به سوی ساخت نرم‌افزارهای مدرن، مقیاس‌پذیر و تاب‌آور است. این معماری با ترویج ارتباطات غیرهمزمان و کاهش وابستگی بین سرویس‌ها، به تیم‌ها اجازه می‌دهد تا سریع‌تر و با استقلال بیشتری به توسعه و تحویل نرم‌افزار بپردازند. با بهره‌گیری از ابزارهای قدرتمندی مانند RabbitMQ، Kafka و فریمورک‌های سطح بالا و ترکیب آن با اصول طراحی دامنه محور، توسعه‌دهندگان دات‌نت می‌توانند سیستم‌های پیچیده‌ای را مدیریت کنند که برای چالش‌های دنیای امروز آماده باشند.