چرا .NET برای میکروسرویس‌ها؟

دات‌نت (به‌ویژه نسخه Core و نسخه‌های جدید ۵، ۶، ۷ و ۸) با هدف عملکرد بالا و کراس-پلتفرم بودن بازطراحی شده است. ویژگی‌هایی که آن را برای میکروسرویس‌ها ایده‌آل می‌کند عبارتند از:

• سرعت و عملکرد: ASP.NET Core یکی از سریع‌ترین فریم‌ورک‌های وب در جهان است.

• Container-First: پشتیبانی بومی از Docker و Orchestratorهایی مثل Kubernetes.

• Dependency Injection (DI): سیستم تزریق وابستگی داخلی که قلب تپنده مدیریت اشیاء در OOP است.

• اکوسیستم غنی: وجود کتابخانه‌هایی مثل MassTransit برای پیام‌رسانی و Entity Framework Core برای مدیریت داده.

نقش کلیدی شی‌گرایی (OOP) در قلب هر سرویس

بسیاری تصور می‌کنند که میکروسرویس یعنی تقسیم اپلیکیشن به پروژه‌های کوچک؛ اما اگر کد داخل هر سرویس ضعیف نوشته شده باشد، شما فقط یک "Monolith کثیف" را به "Microservices کثیف" تبدیل کرده‌اید (Distributed Spaghetti).

اصول SOLID در میکروسرویس

در یک میکروسرویس، هر کلاس و ماژول باید به اصول SOLID پایبند باشد:

1. S (Single Responsibility): هر میکروسرویس باید تنها مسئول یک قابلیت تجاری (Business Capability) باشد.

2. O (Open/Closed): کد سرویس باید برای توسعه باز و برای تغییر بسته باشد. استفاده از Interfaceها در C# اینجا کلیدی است.

3. L (Liskov Substitution): اشیاء مشتق شده باید بتوانند جایگزین اشیاء پایه شوند، بدون اینکه رفتار سیستم تغییر کند.

4. I (Interface Segregation): به جای یک اینترفیس غول‌آسا، از اینترفیس‌های کوچک و تخصصی استفاده کنید تا سرویس‌های کلاینت مجبور به پیاده‌سازی متدهای بلااستفاده نشوند.

5. D (Dependency Inversion): وابستگی‌ها باید به سمت انتزاع (Abstraction) باشند، نه پیاده‌سازی.

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

در معماری میکروسرویس، تعیین مرز سرویس‌ها سخت‌ترین کار است. DDD به ما کمک می‌کند تا با استفاده از مفهوم Bounded Context، مرزهای منطقی هر سرویس را بر اساس دنیای واقعی تعریف کنیم.

اجزای DDD در کد C#:

• Entities: اشیایی که هویت (Identity) دارند (مثل User با شناسه مشخص).

• Value Objects: اشیایی که هویت ندارند و فقط بر اساس ویژگی‌هایشان شناخته می‌شوند (مثل Address). این‌ها باید در C# به صورت immutable تعریف شوند.

• Aggregates: مجموعه‌ای از اشیاء که به عنوان یک واحد تغییر می‌کنند.

• Repositories: اینترفیس‌هایی برای دسترسی به داده‌ها که از نشت جزئیات دیتابیس به لایه بیزنس جلوگیری می‌کنند.

معماری پیازی (Onion Architecture) و تمیز (Clean Architecture)

برای پیاده‌سازی میکروسرویس در دات‌نت، استفاده از معماری پیازی توصیه می‌شود. در این الگو:

• هسته (Core): شامل موجودیت‌ها و منطق بیزنس است و به هیچ لایه بیرونی وابسته نیست.

• لایه کاربرد (Application): شامل Use Caseها و سرویس‌های برنامه است.

• لایه زیرساخت (Infrastructure): شامل دسترسی به دیتابیس، APIهای خارجی و پیام‌رسان‌هاست.

این رویکرد کاملاً شی‌گراست زیرا وابستگی‌ها از طریق Interfaceها تزریق می‌شوند و منطق اصلی از تکنولوژی‌های جانبی جدا می‌ماند.

ارتباط بین میکروسرویس‌ها

در یک محیط توزیع‌شده، سرویس‌ها باید با هم حرف بزنند. دو رویکرد اصلی وجود دارد:

الف) ارتباط همزمان (Synchronous)

معمولاً با REST یا gRPC انجام می‌شود. gRPC در دات‌نت به دلیل استفاده از HTTP/2 و سریال‌سازی باینری (Protocol Buffers)، برای ارتباطات داخلی بین سرویس‌ها بسیار سریع‌تر و بهینه‌تر است.

ب) ارتباط ناهمزمان (Asynchronous)

برای حفظ پایداری سیستم، سرویس‌ها نباید منتظر پاسخ یکدیگر بمانند. استفاده از یک Message Broker (مثل RabbitMQ یا Azure Service Bus) ضروری است.

• کتابخانه MassTransit: یک فریم‌ورک عالی در .NET است که پیچیدگی‌های کار با پیام‌رسان‌ها را مخفی کرده و الگوهای شی‌گرای تمیزی برای ارسال و دریافت پیام فراهم می‌کند.

مدیریت داده و چالش تراکنش‌ها

در میکروسرویس، هر سرویس دیتابیس خودش را دارد (Database-per-Service). این باعث می‌شود نتوانیم از تراکنش‌های ACID سنتی استفاده کنیم.

الگوی Saga

برای مدیریت تراکنش‌های توزیع‌شده (مثلاً وقتی سفارش ثبت می‌شود، انبار موجودی را کم می‌کند و درگاه پرداخت پول را کسر می‌کند)، از الگوی Saga استفاده می‌کنیم.

• Saga Orchestration: یک سرویس مرکزی (مانند یک رهبر ارکستر) مراحل را مدیریت می‌کند.

• Saga Choreography: هر سرویس پس از اتمام کار خود، رویدادی (Event) منتشر می‌کند تا سرویس بعدی کارش را شروع کند.

امنیت و مانیتورینگ

میکروسرویس‌ها بدون امنیت و مشاهده‌پذیری به کابوس تبدیل می‌شوند.

• API Gateway: استفاده از YARP (Yet Another Reverse Proxy) در دات‌نت برای مدیریت درخواست‌ها، احراز هویت متمرکز و Rate Limiting.

• Authentication: استفاده از IdentityServer4 یا Duende IdentityServer بر پایه پروتکل‌های OAuth2 و OpenID Connect.

• Observability: استفاده از OpenTelemetry برای ردیابی درخواست‌ها (Distributed Tracing) بین سرویس‌های مختلف.

گام‌های عملی برای شروع در .NET

اگر قصد دارید یک میکروسرویس شی‌گرا در دات‌نت بسازید، این مسیر را دنبال کنید:

1. ساختار پروژه: از الگوهای معماری تمیز استفاده کنید.

2. تعریف قراردادها: از Interfaceها و DTOها برای ارتباط بین لایه‌ها استفاده کنید.

3. انتخاب دیتابیس مناسب: ممکن است یک سرویس از SQL Server و دیگری از MongoDB استفاده کند.

4. پیاده‌سازی Resilience: استفاده از کتابخانه Polly برای مدیریت خطاها (Retries, Circuit Breaker).

5. کانتینری‌سازی: ساخت Dockerfile برای هر سرویس و استفاده از docker-compose برای اجرای محلی.

نتیجه‌گیری

معماری میکروسرویس در دات‌نت، زمانی که با اصول شی‌گرایی و طراحی دامنه-محور ترکیب شود، ابزاری بی‌نظیر برای ساخت سیستم‌های پیچیده فراهم می‌کند. .NET با ارائه ابزارهای مدرن، مدیریت حافظه بهینه و اکوسیستم قدرتمند، یکی از بهترین پلتفرم‌ها برای پیاده‌سازی این معماری است. به یاد داشته باشید که میکروسرویس فقط درباره "تکنولوژی" نیست، بلکه درباره "نظم در کدنویسی" و "درک درست از دامنه بیزنس" است.