5 پترن میکروسرویس که باید در سال 2025 بدانید!

میکروسرویس ها نحوه ساخت نرم‌افزار را تغییر داده‌اند. به جای ساخت یک برنامه بزرگ و یکپارچه، آن را به بخش‌های کوچکتر و مستقل به نام «سرویس» تقسیم می‌کنید. هر سرویس می‌تواند یک وظیفه خاص را به خوبی انجام دهد، و همین باعث می‌شود سیستم شما انعطاف‌پذیرتر و مقیاس‌پذیرتر باشد. اما این انعطاف‌پذیری، پیچیدگی‌هایی هم به همراه دارد. در اینجاست که الگوهای طراحی (Design Patterns) وارد می‌شوند. در ادامه، پنج الگوی طراحی مهم در معماری میکروسرویس را که باید در سال ۲۰۲۵ بشناسید، به زبان ساده و همراه با مثال توضیح می‌دهیم.

1. API Gateway Pattern

تصور کن در حال خرید آنلاین هستی. وب‌سایتی که از آن خرید می‌کنی با سرویس‌های مختلفی در بک‌اند ارتباط دارد — مثلاً یک سرویس برای اطلاعات کاربر، یکی برای سفارش‌ها، و یکی برای پرداخت‌ها.
اگر اپلیکیشن شما مستقیماً به همه این سرویس‌ها متصل شود، سیستم پیچیده و کند می‌شود.

در اینجا یک «API Gateway» (درگاه واسط برنامه‌نویسی) وارد عمل می‌شود.
API Gateway مانند یک دروازه مرکزی است که همه درخواست‌های کاربران را دریافت کرده و آن‌ها را به سرویس‌های مربوطه هدایت می‌کند. این کار باعث ساده‌تر شدن ارتباطات، افزایش امنیت، و بهبود عملکرد سیستم می‌شود.

راه حل

API Gateway مانند یک نقطه ورودی عمل می‌کند. به جای اینکه کلاینت (مثلاً مرورگر یا اپلیکیشن موبایل) مستقیماً به چند سرویس مختلف وصل شود، فقط یک درخواست به Gateway می‌فرستد، و Gateway آن را به سرویس‌های مناسب هدایت می‌کند.

نحوه عملکرد:

1. کلاینت یک درخواست به API Gateway ارسال می‌کند.

2. Gateway این درخواست را به سرویس مناسب (یا سرویس‌های مختلف) ارجاع می‌دهد.

3. در صورت نیاز، Gateway پاسخ‌ها را ترکیب کرده و به کلاینت برمی‌گرداند.

این روش باعث کاهش پیچیدگی در سمت کلاینت، افزایش امنیت، مدیریت بهتر ترافیک و ساده‌تر شدن توسعه و نگهداری سیستم می‌شود.

Best Practices:

• ✅ افزودن کش (Caching):
  برای جلوگیری از ارسال درخواست‌های تکراری به سرویس‌ها، از کش استفاده کنید. مثلاً اگر اطلاعات کاربران زیاد تغییر نمی‌کند، می‌توانید پاسخ‌ها را برای مدت کوتاهی در حافظه نگه دارید. این کار باعث کاهش بار روی سرویس‌ها و افزایش سرعت پاسخ‌دهی می‌شود.

• 🔐 استفاده از ویژگی‌های امنیتی مانند OAuth2 یا JWT:
  حتماً احراز هویت و مجوزدهی را در سطح Gateway مدیریت کنید.
  مثلاً می‌توانید توکن JWT دریافتی از کلاینت را بررسی کرده و قبل از ارجاع درخواست به سرویس‌ها، از معتبر بودن آن مطمئن شوید.

• 🧯 مدیریت خطا های سرویس‌ها با Circuit Breaker (قطع‌کننده مدار):
  اگر یک سرویس پشت‌سر‌هم در پاسخ‌دهی شکست بخورد، Gateway باید برای مدتی از ارسال درخواست به آن خودداری کند. این کار باعث می‌شود کل سیستم در اثر خطای یک سرویس دچار اختلال نشود.

2. Saga Pattern

وقتی چندین سرویس در یک تراکنش درگیر هستند، اوضاع پیچیده می‌شود.
مثلاً تصور کن کاربر یک سفارش ثبت می‌کند:

• یک سرویس پول را از حساب کاربر کم می‌کند

• سرویس دیگر موجودی انبار را به‌روزرسانی می‌کند

• سرویس سوم خود سفارش را ثبت می‌کند

حالا اگر یکی از این مراحل وسط کار با خطا مواجه شود، چه باید کرد؟
اینجاست که الگوی Saga (Saga Pattern) به کمک ما می‌آید.

الگوی Saga تضمین می‌کند که یا همه مراحل موفق باشند، یا اگر یکی شکست خورد، مراحل قبلی «جبران» (Rollback) شوند تا وضعیت سیستم به حالت قبل برگردد — بدون نیاز به تراکنش‌ها.

🛠️ دو نوع اجرای الگوی Saga:

1. Choreography (هماهنگی بدون مرکز):
   سرویس‌ها به صورت مستقل با یکدیگر ارتباط دارند و رویدادها (event) را ارسال و دریافت می‌کنند.
   مثال: سرویس سفارش یک رویداد OrderCreated منتشر می‌کند، سرویس پرداخت آن را گوش می‌دهد و پرداخت را انجام می‌دهد، و به همین ترتیب ادامه می‌یابد.

2. Orchestration (هماهنگی متمرکز):
   یک «سرویس هماهنگ‌کننده» مرکزی وجود دارد که ترتیب اجرای مراحل را کنترل می‌کند و در صورت بروز خطا، مراحل جبرانی را فعال می‌کند.

Best Practices:

• مطمئن شوید که هر مرحله از Saga در صورت نیاز، بدون ایجاد خطا قابل تکرار باشد.

• از لاگ‌نویسی برای ردیابی اتفاقات در صورت بروز مشکل استفاده کنید.

• Saga های خود را به‌طور کامل و دقیق تست کنید تا از ناسازگاری داده‌ها جلوگیری شود.

3. Circuit Breaker Pattern

وقتی یک سرویس دچار خطا می‌شود یا کند می‌شود، می‌تواند باعث خرابی کل سیستم شود.
مثلاً اگر سرویس پرداخت قطع باشد، همه سفارش‌ها ممکن است شکست بخورند.
الگوی Circuit Breaker با متوقف کردن تماس‌ها به سرویس خراب، تا زمان بهبودی آن، به جلوگیری از این مشکل کمک می‌کند.

راه‌حل:
یک Circuit Breaker مانند یک کلید عمل می‌کند:

• حالت بسته (Closed State): درخواست‌ها به صورت معمول عبور می‌کنند.

• حالت باز (Open State): درخواست‌ها مسدود می‌شوند تا از سیستم محافظت شود.

• حالت نیمه‌باز (Half-Open State): تعداد محدودی درخواست ارسال می‌شود تا بررسی شود آیا سرویس دوباره به کار افتاده است یا نه.

Best Practices:

• برای خطاهای موقتی، استفاده از تکرار (Retries) را به کار ببرید.

• شاخص‌ها و معیارها (Metrics) را مانیتور کنید تا Thresholds را به‌درستی تنظیم کنید.

• راه‌حل‌های جایگزین معنادار ارائه دهید تا کاربران بدون پاسخ باقی نمانند.

4. Event Sourcing Pattern

سیستم‌های سنتی فقط وضعیت فعلی داده‌ها را ذخیره می‌کنند (مثلاً موجودی حساب یک کاربر).
اما اگر بخواهید بدانید این وضعیت چگونه در طول زمان تغییر کرده است چه؟
الگوی Event Sourcing هر تغییر را به صورت یک رویداد ثبت می‌کند و تاریخچه کامل تغییرات را در اختیار شما می‌گذارد.

راه حل:

به جای بازنویسی داده‌ها، هر تغییر به صورت یک رویداد در یک مخزن رویداد (event store) ذخیره می‌شود.
شما می‌توانید این رویدادها را دوباره اجرا (replay) کنید تا ببینید داده‌ها چگونه تغییر کرده‌اند.

Best Practices:

• از ابزارهایی مثل Apache Kafka برای ذخیره رویدادها استفاده کنید.
  
• به صورت دوره‌ای از وضعیت فعلی عکس‌برداری (snapshot) کنید تا بازسازی وضعیت فعلی سریع‌تر انجام شود.
  
• مطمئن شوید که رویدادها تغییرناپذیر (immutable) و به خوبی مستند شده باشند.

5. Strangler Fig Pattern

بسیاری از شرکت‌ها سیستم‌های قدیمی و مونولیتیک دارند که نگهداری آنها دشوار است.
بازنویسی کل سیستم به یکباره، پرخطر و زمان‌بر است.
الگوی Strangler Fig به شما اجازه می‌دهد سیستم خود را به صورت تدریجی مدرن کنید.

راه حل:

شما بخش‌هایی از سیستم قدیمی را به تدریج با میکروسرویس‌ها جایگزین می‌کنید.
به مرور زمان، سیستم قدیمی «کوچک‌تر» می‌شود و میکروسرویس‌ها جای آن را می‌گیرند.

Best Practices:

• با ویژگی‌های کوچک‌تر و کم‌ ریسک‌ تر شروع کنید.

• ازMetrics ها برای مانیتور کردن عملکرد و مشکلات در طول تغییرات استفاده کنید.

• تغییرات را مستندسازی کنید تا تیم‌ها بتوانند روند تغییرات را دنبال کنند.

جمع بندی

وقت بگذارید تا این الگوها را در پروژه‌های خود خوب بشناسید و پیاده‌سازی کنید.
این الگوها به شما کمک می‌کنند سیستم‌هایی بسازید که نه تنها کارآمد باشند، بلکه برای چالش‌های آینده هم آماده باشند.

شما کدام یک از این الگوها را استفاده کرده‌اید؟ نظرات‌تان را در کامنت‌ها به اشتراک بگذارید تا با هم به ساخت میکروسرویس‌های بهتر کمک کنیم!