پروژه برنامه نویسی با python

توضیح کامل پروژه‌های برنامه‌نویسی حجیم با پایتون

بیایید عمیق و مفصل درباره چیستی، چرایی و چگونگی پروژه‌های حجیم پایتون صحبت کنیم:

یک پروژه حجیم از این نظر “حجیم” محسوب می‌شود:

1. حجم کد

  • ۱۰۰,۰۰۰+ خط کد (بعضی پروژه‌ها میلیون‌ها خط)

  • مثال: Django ≈ ۲۵۰,۰۰۰ خط، TensorFlow ≈ ۲ میلیون خط

2. پیچیدگی معماری

python
# پروژه ساده:
# یک فایل: app.py

# پروژه حجیم:
# ده‌ها پوشه و صدها فایل
complex_project/
├── microservice_1/
│   ├── api/
│   ├── models/
│   ├── services/
│   └── tests/
├── microservice_2/
├── shared_libraries/
├── infrastructure/
└── monitoring/

3. تعداد ماژول‌ها و وابستگی‌ها

  • ۱۰۰+ کتابخانه خارجی

  • ۵۰+ ماژول داخلی

  • مثال: یک ERP ممکن است به ۲۰۰+ پکیج وابسته باشد

4. مقیاس داده

  • ترابایت یا پتابایت داده

  • میلیون‌ها کاربر همزمان

  • هزاران درخواست در ثانیه


🏭 چرا پروژه‌های حجیم مهم هستند؟

۱. حل مسائل واقعی و پیچیده

python
# مشکل ساده: ماشین حساب
def add(a, b):
    return a + b

# مشکل پیچیده: سیستم تشخیص بیماری از تصاویر پزشکی
class MedicalDiagnosisSystem:
    def __init__(self):
        self.image_processor = ImageProcessor()
        self.feature_extractor = CNNFeatureExtractor()
        self.disease_classifier = DiseaseClassifier()
        self.expert_rules = MedicalRulesEngine()
        self.patient_history = PatientHistoryAnalyzer()
    
    def diagnose(self, medical_images, patient_data):
        # ۱. پیش‌پردازش تصاویر
        processed_images = self.image_processor.preprocess(medical_images)
        
        # ۲. استخراج ویژگی‌ها
        features = self.feature_extractor.extract(processed_images)
        
        # ۳. تحلیل تاریخچه بیمار
        history_analysis = self.patient_history.analyze(patient_data)
        
        # ۴. ترکیب اطلاعات
        combined_data = self.combine_data(features, history_analysis)
        
        # ۵. تشخیص اولیه
        diagnosis = self.disease_classifier.predict(combined_data)
        
        # ۶. اعتبارسنجی با قوانین پزشکی
        validated_diagnosis = self.expert_rules.validate(diagnosis)
        
        # ۷. تولید گزارش جامع
        report = self.generate_report(validated_diagnosis)
        
        return report

۲. نیازهای کسب‌وکار بزرگ

  • بانک‌ها: سیستم تراکنش، احراز هویت، گزارش‌گیری

  • بیمه‌ها: محاسبه حق بیمه، پرداخت خسارت، مدیریت پرونده

  • خرده‌فروشی: مدیریت زنجیره تأمین، موجودی، فروش آنلاین

۳. پیشرفت تکنولوژیک

  • هوش مصنوعی: مدل‌های با میلیاردها پارامتر

  • کلان‌داده: پردازش داده‌های عظیم

  • رایانش ابری: سیستم‌های توزیع‌شده


🏗️ معماری پروژه‌های حجیم

۱. معماری لایه‌ای (Layered Architecture)

text
┌─────────────────────────────────┐
│        Presentation Layer       │ ← رابط کاربری
├─────────────────────────────────┤
│          Business Layer         │ ← منطق کسب‌وکار
├─────────────────────────────────┤
│          Data Access Layer      │ ← دسترسی به داده
├─────────────────────────────────┤
│           Database Layer        │ ← پایگاه داده
└─────────────────────────────────┘

۲. معماری میکروسرویس (Microservices)

python
# هر سرویس مستقل و متمرکز بر یک قابلیت
services = {
    "user_service": {
        "responsibility": "مدیریت کاربران",
        "tech_stack": ["FastAPI", "PostgreSQL", "Redis"],
        "endpoints": ["/register", "/login", "/profile"]
    },
    "order_service": {
        "responsibility": "مدیریت سفارشات",
        "tech_stack": ["Django", "MongoDB", "Celery"],
        "endpoints": ["/create-order", "/track-order", "/cancel-order"]
    },
    "payment_service": {
        "responsibility": "پردازش پرداخت",
        "tech_stack": ["Flask", "SQLite", "Stripe API"],
        "endpoints": ["/pay", "/refund", "/invoices"]
    },
    "notification_service": {
        "responsibility": "ارسال نوتیفیکیشن",
        "tech_stack": ["WebSocket", "Firebase", "SMTP"],
        "endpoints": ["/notify", "/subscribe"]
    }
}

۳. معماری مبتنی بر رویداد (Event-Driven)

python
class EventDrivenSystem:
    def __init__(self):
        self.event_bus = EventBus()
        self.handlers = {}
        
    def register_handler(self, event_type, handler):
        """ثبت هندلر برای رویدادها"""
        self.handlers.setdefault(event_type, []).append(handler)
    
    def publish(self, event):
        """انتشار رویداد"""
        # ارسال رویداد به تمام هندلرهای مرتبط
        for handler in self.handlers.get(event.type, []):
            handler.handle(event)

# مثال رویدادها
events = [
    "USER_REGISTERED",
    "ORDER_CREATED",
    "PAYMENT_SUCCESSFUL",
    "PRODUCT_OUT_OF_STOCK",
    "SHIPMENT_DELIVERED"
]

🔧 مولفه‌های فنی پروژه حجیم

۱. پایگاه داده‌ها و ذخیره‌سازی

python
databases = {
    "relational": {
        "postgresql": "داده‌های ساختاریافته تراکنشی",
        "mysql": "وب‌سایت‌ها و برنامه‌های کاربردی"
    },
    "nosql": {
        "mongodb": "داده‌های نیمه‌ساختاریافته",
        "cassandra": "مقیاس‌پذیری افقی",
        "redis": "کش و داده‌های موقت"
    },
    "data_warehouse": {
        "bigquery": "آنالیز داده‌های بزرگ",
        "redshift": "انبار داده"
    },
    "search_engine": {
        "elasticsearch": "جستجوی پیشرفته",
        "solr": "جستجوی متنی"
    }
}

۲. صف‌های پیام و پردازش ناهمزمان

python
# پردازش ناهمزمان با Celery + Redis/RabbitMQ
from celery import Celery

app = Celery('tasks', broker='redis://localhost:6379/0')

@app.task
def process_large_file(file_path):
    """پردازش فایل حجیم در پس‌زمینه"""
    # ۱. خواندن فایل
    data = read_file(file_path)  # مثلاً ۱۰GB فایل
    
    # ۲. پردازش داده
    processed_data = complex_processing(data)
    
    # ۳. ذخیره نتایج
    save_to_database(processed_data)
    
    # ۴. اطلاع‌رسانی
    send_notification("پردازش فایل کامل شد")
    
    return processed_data

# ارسال کار به صف
task_id = process_large_file.delay("huge_dataset.csv")

۳. کش‌گذاری (Caching)

python
# سیستم کش چندلایه
class MultiLayerCache:
    def __init__(self):
        # لایه ۱: کش حافظه سریع (L1)
        self.l1_cache = {}  # LRU Cache در حافظه
        
        # لایه ۲: کش توزیع‌شده (L2)
        self.redis_client = redis.Redis(
            host='localhost',
            port=6379,
            db=0
        )
        
        # لایه ۳: کش فایل/دیسک (L3)
        self.disk_cache_path = "/cache/disk"
    
    def get(self, key):
        # ۱. جستجو در L1
        if key in self.l1_cache:
            return self.l1_cache[key]
        
        # ۲. جستجو در L2
        value = self.redis_client.get(key)
        if value:
            # ذخیره در L1 برای دسترسی بعدی
            self.l1_cache[key] = value
            return value
        
        # ۳. جستجو در L3
        file_path = os.path.join(self.disk_cache_path, key)
        if os.path.exists(file_path):
            value = read_from_disk(file_path)
            # ذخیره در لایه‌های بالاتر
            self.redis_client.set(key, value)
            self.l1_cache[key] = value
            return value
        
        return None

۴. مانیتورینگ و لاگینگ

python
# سیستم مانیتورینگ جامع
class MonitoringSystem:
    def __init__(self):
        # جمع‌آوری متریک‌ها
        self.metrics_collector = MetricsCollector()
        
        # سیستم لاگینگ متمرکز
        self.logger = CentralizedLogger()
        
        # هشدارها
        self.alert_manager = AlertManager()
        
        # داشبورد
        self.dashboard = MonitoringDashboard()
    
    def monitor_service(self, service_name):
        """مانیتورینگ کامل یک سرویس"""
        metrics = {
            "cpu_usage": self.get_cpu_usage(),
            "memory_usage": self.get_memory_usage(),
            "request_rate": self.get_request_rate(),
            "error_rate": self.get_error_rate(),
            "response_time": self.get_avg_response_time(),
            "database_connections": self.get_db_connections(),
            "queue_length": self.get_queue_length()
        }
        
        # ذخیره متریک‌ها
        self.metrics_collector.store(service_name, metrics)
        
        # بررسی هشدارها
        self.check_alerts(service_name, metrics)
        
        # به‌روزرسانی داشبورد
        self.dashboard.update(service_name, metrics)
        
        return metrics

📈 چالش‌های پروژه‌های حجیم

۱. مدیریت پیچیدگی

python
# مشکل: اسپاگتی کد (Spaghetti Code)
# راه حل: الگوهای طراحی

# قبل از بازسازی
def process_order(user_id, product_id, quantity, address, payment_method, discount_code):
    # ۱۰۰ خط کد درهم و برهم
    ...

# بعد از بازسازی با الگوهای طراحی
class OrderProcessor:
    def __init__(self):
        self.validator = OrderValidator()
        self.inventory = InventoryManager()
        self.pricing = PricingCalculator()
        self.payment = PaymentProcessor()
        self.shipping = ShippingHandler()
    
    def process(self, order_request):
        # هر مسئولیت جدا شده
        self.validator.validate(order_request)
        self.inventory.reserve_items(order_request.items)
        total = self.pricing.calculate(order_request)
        self.payment.process(order_request.payment, total)
        self.shipping.schedule_delivery(order_request)

۲. مقیاس‌پذیری (Scalability)

python
# مقیاس‌پذیری عمودی (Vertical Scaling)
# - افزایش منابع سرور (CPU، RAM)
# - محدودیت: هزینه بالا و محدودیت فیزیکی

# مقیاس‌پذیری افقی (Horizontal Scaling)
# - اضافه کردن سرورهای بیشتر
# - نیازمند: Load Balancer + Stateless Services

class HorizontalScaler:
    def __init__(self):
        self.load_balancer = LoadBalancer()
        self.auto_scaler = AutoScaler()
        self.health_checker = HealthChecker()
    
    def handle_traffic_spike(self, current_traffic):
        """مدیریت افزایش ترافیک"""
        if current_traffic > self.threshold:
            # راه‌اندازی سرورهای جدید
            new_servers = self.auto_scaler.scale_out()
            
            # به‌روزرسانی Load Balancer
            self.load_balancer.add_servers(new_servers)
            
            # توزیع ترافیک
            self.load_balancer.distribute_traffic()

۳. عملکرد (Performance)

python
# بهینه‌سازی‌های عملکرد
optimizations = {
    "database": [
        "ایندکس‌گذاری مناسب",
        "کوئری‌های بهینه",
        "کش‌گذاری نتایج",
        "پارتیشن‌بندی داده‌ها"
    ],
    "application": [
        "کش‌گذاری در سطح برنامه",
        "لودینگ تنبل (Lazy Loading)",
        "فشرده‌سازی پاسخ‌ها",
        "مینی‌فای کردن منابع"
    ],
    "network": [
        "CDN برای فایل‌های استاتیک",
        "فشرده‌سازی Gzip/Brotli",
        "اتصال HTTP/2 یا HTTP/3",
        "کش‌گذاری مرورگر"
    ],
    "code_level": [
        "استفاده از ژنراتورها برای داده‌های بزرگ",
        "اجتناب از حلقه‌های تودرتو",
        "استفاده از کتابخانه‌های بهینه",
        "پروفایلینگ و پیدا کردن گلوگاه‌ها"
    ]
}

۴. امنیت (Security)

python
class SecurityManager:
    def __init__(self):
        self.authentication = AuthenticationSystem()
        self.authorization = AuthorizationSystem()
        self.encryption = EncryptionService()
        self.audit_logger = AuditLogger()
    
    def secure_endpoint(self, request):
        """امن‌سازی کامل یک درخواست"""
        
        # ۱. احراز هویت
        user = self.authentication.authenticate(request)
        
        # ۲. مجوزدهی
        if not self.authorization.is_authorized(user, request):
            raise PermissionDeniedError()
        
        # ۳. اعتبارسنجی ورودی
        self.validate_input(request.data)
        
        # ۴. لاگینگ امنیتی
        self.audit_logger.log_access(user, request)
        
        # ۵. رمزنگاری داده‌های حساس
        encrypted_data = self.encryption.encrypt_sensitive_data(request.data)
        
        # ۶. جلوگیری از حملات رایج
        self.prevent_common_attacks(request)
        
        return user, encrypted_data

🛠️ ابزارها و تکنولوژی‌های حیاتی

۱. کنترل نسخه (Version Control)

python
# Git Flow برای پروژه‌های بزرگ
git_workflow = {
    "branches": {
        "main": "کد پایدار و آماده انتشار",
        "develop": "توسعه جاری",
        "feature/*": "توسعه ویژگی‌های جدید",
        "release/*": "آماده‌سازی برای انتشار",
        "hotfix/*": "رفع باگ‌های بحرانی"
    },
    "practices": [
        "Commit‌های کوچک و متمرکز",
        "پیام commit معنادار",
        "Code Review اجباری",
        "برنامه CI/CD پیوسته"
    ]
}

۲. CI/CD (ادغام و استقرار پیوسته)

python
# فایل .gitlab-ci.yml یا .github/workflows
pipeline = {
    "stages": ["test", "build", "deploy"],
    "jobs": {
        "unit_tests": "اجرای تست واحد",
        "integration_tests": "تست یکپارچگی",
        "security_scan": "اسکن امنیتی",
        "performance_tests": "تست عملکرد",
        "docker_build": "ساخت image داکر",
        "deploy_staging": "استقرار در محیط staging",
        "deploy_production": "استقرار در محیط production"
    }
}

۳. کانتینرسازی (Containerization)

python
# Dockerfile برای پروژه پایتون
dockerfile_content = """
# مرحله ۱: ساخت
FROM python:3.11-slim as builder
WORKDIR /app
COPY requirements.txt .
RUN pip install --user -r requirements.txt

# مرحله ۲: اجرا
FROM python:3.11-slim
WORKDIR /app
COPY --from=builder /root/.local /root/.local
COPY . .
ENV PATH=/root/.local/bin:$PATH
CMD ["gunicorn", "app:app", "--bind", "0.0.0.0:8000"]
"""

۴. مانیتورینگ و Observability

python
# Stack مانیتورینگ کامل
monitoring_stack = {
    "metrics": "Prometheus",
    "visualization": "Grafana",
    "logging": "ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana)",
    "tracing": "Jaeger / Zipkin",
    "alerting": "AlertManager / PagerDuty",
    "apm": "New Relic / Datadog / AppDynamics"
}

📚 الگوهای طراحی ضروری

۱. Repository Pattern

python
# جداسازی لایه دسترسی به داده
class UserRepository:
    def __init__(self, session):
        self.session = session
    
    def get_by_id(self, user_id):
        return self.session.query(User).filter_by(id=user_id).first()
    
    def get_by_email(self, email):
        return self.session.query(User).filter_by(email=email).first()
    
    def add(self, user):
        self.session.add(user)
        self.session.commit()
    
    def update(self, user):
        self.session.merge(user)
        self.session.commit()

۲. Factory Pattern

python
# ایجاد اشیاء بدون وابستگی مستقیم
class NotificationFactory:
    @staticmethod
    def create_notifier(notification_type):
        notifiers = {
            "email": EmailNotifier(),
            "sms": SMSNotifier(),
            "push": PushNotifier(),
            "slack": SlackNotifier(),
            "webhook": WebhookNotifier()
        }
        return notifiers.get(notification_type, EmailNotifier())

۳. Strategy Pattern

python
# الگوریتم‌های قابل تعویض
class PaymentStrategy:
    def pay(self, amount):
        pass

class CreditCardPayment(PaymentStrategy):
    def pay(self, amount):
        # پرداخت با کارت اعتباری
        pass

class PayPalPayment(PaymentStrategy):
    def pay(self, amount):
        # پرداخت با پی‌پال
        pass

class CryptocurrencyPayment(PaymentStrategy):
    def pay(self, amount):
        # پرداخت با رمزارز
        pass

class PaymentProcessor:
    def __init__(self, strategy: PaymentStrategy):
        self.strategy = strategy
    
    def process_payment(self, amount):
        return self.strategy.pay(amount)

🎯 راه‌اندازی پروژه حجیم

مرحله ۱: طراحی و برنامه‌ریزی

python
project_plan = {
    "phase_1": {
        "duration": "2-4 هفته",
        "deliverables": [
            "تحلیل نیازمندی‌ها",
            "طراحی معماری",
            "بررسی تکنولوژی‌ها",
            "طرح MVP"
        ]
    },
    "phase_2": {
        "duration": "1-2 ماه",
        "deliverables": [
            "ایجاد هسته پروژه",
            "پیاده سازی ماژول‌های اصلی",
            "ایجاد پایگاه داده",
            "API اولیه"
        ]
    },
    "phase_3": {
        "duration": "2-3 ماه",
        "deliverables": [
            "تکمیل ماژول‌ها",
            "رابط کاربری",
            "تست‌ها",
            "مستندات"
        ]
    },
    "phase_4": {
        "duration": "مستمر",
        "deliverables": [
            "بهینه‌سازی",
            "مقیاس‌پذیری",
            "مانیتورینگ",
            "نگهداشت"
        ]
    }
}

مرحله ۲: ایجاد ساختار پروژه

bash
# ساختار نمونه پروژه حجیم
mkdir -p my_mega_project/{src,tests,docs,scripts,data,notebooks,deploy}
cd my_mega_project

# ایجاد محیط مجازی
python -m venv venv
source venv/bin/activate  # یا venv\Scripts\activate در ویندوز

# نصب ابزارهای توسعه
pip install black flake8 mypy pytest pre-commit

# فایل‌های پیکربندی
touch requirements.txt pyproject.toml Dockerfile docker-compose.yml
touch .gitignore .pre-commit-config.yaml README.md

# ساختار src
mkdir -p src/{core,modules,utils,config,api,migrations}

مرحله ۳: پیاده‌سازی تدریجی

python
# شروع با یک ماژول ساده
# ۱. تعریف مدل‌ها
# models/user.py
class User:
    def __init__(self, username, email):
        self.username = username
        self.email = email
        self.created_at = datetime.now()
    
    def validate(self):
        # اعتبارسنجی
        pass

# ۲. ایجاد Repository
# repositories/user_repository.py
class UserRepository:
    def save(self, user):
        # ذخیره در پایگاه داده
        pass

# ۳. ایجاد Service
# services/user_service.py
class UserService:
    def register(self, username, email, password):
        user = User(username, email)
        user.set_password(password)
        
        if user.validate():
            repository = UserRepository()
            repository.save(user)
            return user
        
        raise ValidationError()

# ۴. ایجاد API Endpoint
# api/v1/users.py
@router.post("/register")
def register_user(user_data: UserSchema):
    service = UserService()
    user = service.register(
        user_data.username,
        user_data.email,
        user_data.password
    )
    return {"message": "User registered", "user_id": user.id}

💼 مثال واقعی: سیستم مدیریت بیمارستان

python
# ساختار کامل یک پروژه حجیم واقعی
hospital_system/
├── src/
│   ├── core/                      # هسته سیستم
│   │   ├── config/               # تنظیمات
│   │   ├── database/             # اتصال پایگاه داده
│   │   ├── exceptions/           # خطاهای سفارشی
│   │   └── middleware/           # میدلورها
│   │
│   ├── modules/                   # ماژول‌های کسب‌وکار
│   │   ├── patients/             # مدیریت بیماران
│   │   │   ├── models.py         # مدل‌های داده
│   │   │   ├── schemas.py        # اسکیمای Pydantic
│   │   │   ├── repositories.py   # دسترسی به داده
│   │   │   ├── services.py       # منطق کسب‌وکار
│   │   │   ├── api/              # endpoints API
│   │   │   └── tests/            # تست‌های این ماژول
│   │   │
│   │   ├── doctors/              # مدیریت پزشکان
│   │   ├── appointments/         # نوبت‌دهی
│   │   ├── medical_records/      # سوابق پزشکی
│   │   ├── billing/              # صورتحساب
│   │   ├── pharmacy/             # داروخانه
│   │   └── inventory/            # انبار تجهیزات
│   │
│   ├── shared/                    # اشتراکی‌ها
│   │   ├── utils/                # ابزارهای کمکی
│   │   ├── validators/           # اعتبارسنجی‌ها
│   │   └── decorators/           # دکوراتورها
│   │
│   ├── api/                       # لایه API
│   │   ├── v1/                   # نسخه ۱ API
│   │   ├── v2/                   # نسخه ۲ API
│   │   └── docs/                 # مستندات API
│   │
│   └── workers/                   # کارگران پس‌زمینه
│       ├── celery_tasks.py       # تسک‌های Celery
│       └── schedulers.py         # کارهای زمان‌بندی شده
│
├── tests/                         # تست‌ها
│   ├── unit/                     # تست واحد
│   ├── integration/              # تست یکپارچگی
│   ├── functional/               # تست عملکردی
│   └── fixtures/                 # داده‌های تست
│
├── docs/                          # مستندات
│   ├── api/                      # مستندات API
│   ├── architecture/             # مستندات معماری
│   ├── deployment/               # راهنمای استقرار
│   └── development/              # راهنمای توسعه
│
├── scripts/                       # اسکریپت‌های کمکی
│   ├── deploy/                   # استقرار
│   ├── backup/                   # پشتیبان‌گیری
│   └── maintenance/              # نگهداشت
│
├── docker/                        # کانفیگ Docker
│   ├── nginx/
│   ├── postgres/
│   └── redis/
│
├── .github/                       # GitHub Actions
│   └── workflows/
│
├── requirements/                  # نیازمندی‌ها
│   ├── base.txt                  # نیازمندی‌های اصلی
│   ├── dev.txt                   # نیازمندی‌های توسعه
│   └── prod.txt                  # نیازمندی‌های تولید
│
├── docker-compose.yml            # کانتینرهای چندگانه
├── docker-compose.override.yml   # توسعه محلی
├── .env.example                  # متغیرهای محیطی
├── pyproject.toml               # پیکربندی پروژه
├── alembic.ini                  # مهاجرت‌های دیتابیس
└── README.md                    # راهنمای شروع

📊 آمار و اعداد پروژه‌های حجیم

معیار پروژه کوچک پروژه متوسط پروژه حجیم
تیم توسعه ۱-۲ نفر ۳-۱۰ نفر ۱۰-۱۰۰+ نفر
زمان توسعه ۱-۴ هفته ۱-۶ ماه ۶ ماه – چند سال
حجم کد ۱,۰۰۰-۱۰,۰۰۰ خط ۱۰,۰۰۰-۱۰۰,۰۰۰ خط ۱۰۰,۰۰۰+ خط
تست‌ها ۱۰-۵۰ تست ۱۰۰-۱,۰۰۰ تست ۱,۰۰۰+ تست
کاربران ۱۰-۱۰۰ کاربر ۱۰۰-۱۰,۰۰۰ کاربر ۱۰,۰۰۰+ کاربر
داده MB-GB GB-TB TB-PB
سرورها ۱ سرور ۲-۱۰ سرور ۱۰+ سرور (کلاستر)
مستندات README ساده مستندات پایه مستندات کامل + کتابچه

🎓 مهارت‌های مورد نیاز

مهارت‌های فنی:

python
required_skills = {
    "programming": [
        "پایتون پیشرفته",
        "الگوهای طراحی",
        "ساختار داده‌ها و الگوریتم‌ها",
        "برنامه‌نویسی همزمان و موازی"
    ],
    "databases": [
        "طراحی پایگاه داده",
        "بهینه‌سازی کوئری",
        "مدیریت تراکنش‌ها",
        "ریداکتوری و کش"
    ],
    "devops": [
        "داکر و کوبرنتیز",
        "CI/CD",
        "مانیتورینگ",
        "مقیاس‌پذیری"
    ],
    "architecture": [
        "معماری نرم‌افزار",
        "API Design",
        "سیستم‌های توزیع‌شده",
        "الگوهای یکپارچگی"
    ]
}

مهارت‌های نرم:

  • کار تیمی و همکاری

  • برقراری ارتباط موثر

  • حل مسئله سیستماتیک

  • مدیریت زمان و اولویت‌بندی

  • یادگیری مستمر


🔮 آینده پروژه‌های حجیم

روندهای آینده:

  1. هوش مصنوعی در توسعه: کد‌نویسی با کمک AI

  2. سرورلس (Serverless): تمرکز بر منطق بدون مدیریت سرور

  3. کد پایین/بدون کد (Low/No-Code): تسریع توسعه

  4. مهندسی پلتفرم: تیم‌های اختصاصی پلتفرم

  5. Observability پیشرفته: ردیابی کامل سیستم

توصیه نهایی:

برای شروع پروژه حجیم:

  1. آموزش‌های تخصصی ببینید

  2. با پروژه‌های کوچک‌تر شروع کنید

  3. در پروژه‌های متن‌باز مشارکت کنید

  4. مستندات را جدی بگیرید

  5. تست‌نویسی را از روز اول شروع کنید

  6. از ابزارها و الگوها استفاده کنید

🚀 ادامه پروژه‌های حجیم پایتون: از تئوری تا عمل

🏗️ مرحله‌به‌مرحله ساخت یک پروژه حجیم واقعی

بیایید یک سیستم تجارت الکترونیک کامل را از صفر تا استقرار بسازیم:

📁 مرحله ۱: طراحی معماری

python
# architecture_design.md
"""
سیستم تجارت الکترونیک - معماری کلی

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    لایه Presentation                         │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ • وب اپلیکیشن (React)                                       │
│ • اپلیکیشن موبایل (React Native)                           │
│ • API Gateway (NGINX + Kong)                               │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              ↓
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    لایه Business Logic                      │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ میکروسرویس‌ها:                                              │
│ 1. سرویس کاربران (User Service)                            │
│ 2. سرویس محصولات (Product Service)                         │
│ 3. سرویس سفارشات (Order Service)                           │
│ 4. سرویس پرداخت (Payment Service)                          │
│ 5. سرویس انبار (Inventory Service)                         │
│ 6. سرویس حمل‌ونقل (Shipping Service)                       │
│ 7. سرویس نوتیفیکیشن (Notification Service)                 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              ↓
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    لایه Data                                 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ • PostgreSQL (داده‌های ساختاریافته)                        │
│ • MongoDB (داده‌های محصولات و کاتالوگ)                     │
│ • Redis (کش و سشن)                                          │
│ • Elasticsearch (جستجوی محصولات)                           │
│ • Kafka (استریم رویدادها)                                   │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
"""

💻 مرحله ۲: تنظیم پروژه اصلی

bash
# ایجاد ساختار پروژه
mkdir -p ecommerce-platform/{deploy,docs,scripts,terraform,monitoring}
cd ecommerce-platform

# ایجاد محیط توسعه
python -m venv .venv
source .venv/bin/activate

# نصب ابزارهای اصلی
pip install poetry  # یا pipenv
poetry init

# ایجاد ساختار سرویس‌ها
mkdir -p services/{user-service,product-service,order-service,payment-service}
mkdir -p shared/{common,utils,models,exceptions}
mkdir -p infrastructure/{k8s,docker,database}

📦 مرحله ۳: پیاده‌سازی سرویس کاربران

python
# services/user-service/src/
# ۱. مدل‌های داده
# models/user.py
from sqlalchemy import Column, String, DateTime, Boolean
from sqlalchemy.dialects.postgresql import UUID
import uuid
from datetime import datetime

class User:
    __tablename__ = 'users'
    
    id = Column(UUID(as_uuid=True), primary_key=True, default=uuid.uuid4)
    email = Column(String(255), unique=True, nullable=False, index=True)
    username = Column(String(50), unique=True, nullable=False)
    password_hash = Column(String(255), nullable=False)
    first_name = Column(String(100))
    last_name = Column(String(100))
    phone = Column(String(20))
    is_active = Column(Boolean, default=True)
    is_verified = Column(Boolean, default=False)
    created_at = Column(DateTime, default=datetime.utcnow)
    updated_at = Column(DateTime, default=datetime.utcnow, onupdate=datetime.utcnow)
    
    # روابط
    addresses = relationship("UserAddress", back_populates="user")
    orders = relationship("Order", back_populates="user")
    roles = relationship("UserRole", back_populates="user")

# ۲. اسکیمای Pydantic برای اعتبارسنجی
# schemas/user.py
from pydantic import BaseModel, EmailStr, validator
from typing import Optional
from datetime import datetime

class UserBase(BaseModel):
    email: EmailStr
    username: str
    first_name: Optional[str] = None
    last_name: Optional[str] = None
    
    @validator('username')
    def username_alphanumeric(cls, v):
        if not v.isalnum():
            raise ValueError('نام کاربری باید حروف و اعداد باشد')
        return v.lower()

class UserCreate(UserBase):
    password: str
    password_confirm: str
    
    @validator('password_confirm')
    def passwords_match(cls, v, values):
        if 'password' in values and v != values['password']:
            raise ValueError('رمزهای عبور مطابقت ندارند')
        return v

class UserResponse(UserBase):
    id: uuid.UUID
    is_active: bool
    created_at: datetime
    
    class Config:
        orm_mode = True

# ۳. Repository برای دسترسی به داده
# repositories/user_repository.py
from sqlalchemy.orm import Session
from typing import Optional, List
from models.user import User

class UserRepository:
    def __init__(self, db: Session):
        self.db = db
    
    def create(self, user_data: dict) -> User:
        user = User(**user_data)
        self.db.add(user)
        self.db.commit()
        self.db.refresh(user)
        return user
    
    def get_by_id(self, user_id: uuid.UUID) -> Optional[User]:
        return self.db.query(User).filter(User.id == user_id).first()
    
    def get_by_email(self, email: str) -> Optional[User]:
        return self.db.query(User).filter(User.email == email).first()
    
    def get_by_username(self, username: str) -> Optional[User]:
        return self.db.query(User).filter(User.username == username).first()
    
    def update(self, user_id: uuid.UUID, update_data: dict) -> Optional[User]:
        user = self.get_by_id(user_id)
        if user:
            for key, value in update_data.items():
                setattr(user, key, value)
            self.db.commit()
            self.db.refresh(user)
        return user
    
    def delete(self, user_id: uuid.UUID) -> bool:
        user = self.get_by_id(user_id)
        if user:
            self.db.delete(user)
            self.db.commit()
            return True
        return False
    
    def list_users(self, skip: int = 0, limit: int = 100) -> List[User]:
        return self.db.query(User).offset(skip).limit(limit).all()

# ۴. سرویس کسب‌وکار
# services/user_service.py
import bcrypt
import jwt
from datetime import datetime, timedelta
from typing import Optional, Tuple
from repositories.user_repository import UserRepository
from schemas.user import UserCreate, UserResponse

class UserService:
    def __init__(self, user_repo: UserRepository, secret_key: str):
        self.user_repo = user_repo
        self.secret_key = secret_key
    
    def register_user(self, user_data: UserCreate) -> Tuple[Optional[UserResponse], Optional[str]]:
        # بررسی وجود کاربر
        if self.user_repo.get_by_email(user_data.email):
            return None, "ایمیل قبلاً ثبت شده است"
        
        if self.user_repo.get_by_username(user_data.username):
            return None, "نام کاربری قبلاً انتخاب شده است"
        
        # هش کردن رمز عبور
        password_hash = self._hash_password(user_data.password)
        
        # ایجاد کاربر
        user_dict = user_data.dict(exclude={'password', 'password_confirm'})
        user_dict['password_hash'] = password_hash
        
        user = self.user_repo.create(user_dict)
        
        # ایجاد توکن JWT
        token = self._create_access_token(user.id)
        
        return UserResponse.from_orm(user), token
    
    def authenticate_user(self, email: str, password: str) -> Tuple[Optional[UserResponse], Optional[str]]:
        user = self.user_repo.get_by_email(email)
        if not user or not self._verify_password(password, user.password_hash):
            return None, "ایمیل یا رمز عبور اشتباه است"
        
        if not user.is_active:
            return None, "حساب کاربری غیرفعال است"
        
        token = self._create_access_token(user.id)
        return UserResponse.from_orm(user), token
    
    def _hash_password(self, password: str) -> str:
        salt = bcrypt.gensalt()
        return bcrypt.hashpw(password.encode('utf-8'), salt).decode('utf-8')
    
    def _verify_password(self, plain_password: str, hashed_password: str) -> bool:
        return bcrypt.checkpw(
            plain_password.encode('utf-8'),
            hashed_password.encode('utf-8')
        )
    
    def _create_access_token(self, user_id: uuid.UUID) -> str:
        payload = {
            'sub': str(user_id),
            'exp': datetime.utcnow() + timedelta(days=7),
            'iat': datetime.utcnow(),
            'type': 'access'
        }
        return jwt.encode(payload, self.secret_key, algorithm='HS256')

# ۵. API Endpoints
# api/v1/users.py
from fastapi import APIRouter, Depends, HTTPException, status
from sqlalchemy.orm import Session
from typing import List
from schemas.user import UserCreate, UserResponse
from services.user_service import UserService
from dependencies import get_db, get_current_user

router = APIRouter(prefix="/users", tags=["users"])

@router.post("/register", response_model=dict, status_code=status.HTTP_201_CREATED)
async def register(
    user_data: UserCreate,
    user_service: UserService = Depends(UserService),
    db: Session = Depends(get_db)
):
    """ثبت کاربر جدید"""
    user_repo = UserRepository(db)
    service = UserService(user_repo, "SECRET_KEY")
    
    user, token = service.register_user(user_data)
    if not user:
        raise HTTPException(
            status_code=status.HTTP_400_BAD_REQUEST,
            detail="خطا در ثبت نام"
        )
    
    return {
        "message": "ثبت نام موفقیت‌آمیز بود",
        "user": user,
        "access_token": token,
        "token_type": "bearer"
    }

@router.post("/login", response_model=dict)
async def login(
    email: str,
    password: str,
    user_service: UserService = Depends(UserService),
    db: Session = Depends(get_db)
):
    """ورود کاربر"""
    user_repo = UserRepository(db)
    service = UserService(user_repo, "SECRET_KEY")
    
    user, token = service.authenticate_user(email, password)
    if not user:
        raise HTTPException(
            status_code=status.HTTP_401_UNAUTHORIZED,
            detail="احراز هویت ناموفق"
        )
    
    return {
        "access_token": token,
        "token_type": "bearer",
        "user": user
    }

@router.get("/me", response_model=UserResponse)
async def get_current_user_info(
    current_user: UserResponse = Depends(get_current_user)
):
    """دریافت اطلاعات کاربر جاری"""
    return current_user

@router.get("/", response_model=List[UserResponse])
async def list_users(
    skip: int = 0,
    limit: int = 100,
    db: Session = Depends(get_db),
    current_user: UserResponse = Depends(get_current_user)
):
    """لیست کاربران (فقط مدیران)"""
    if not current_user.is_admin:
        raise HTTPException(
            status_code=status.HTTP_403_FORBIDDEN,
            detail="دسترسی غیرمجاز"
        )
    
    user_repo = UserRepository(db)
    users = user_repo.list_users(skip, limit)
    return users

🐳 مرحله ۴: Dockerization

dockerfile
# services/user-service/Dockerfile
# Stage 1: Builder
FROM python:3.11-slim as builder

WORKDIR /app

# نصب وابستگی‌های سیستم
RUN apt-get update && apt-get install -y \
    gcc \
    g++ \
    libpq-dev \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# کپی فایل وابستگی‌ها
COPY pyproject.toml poetry.lock* ./

# نصب Poetry و وابستگی‌ها
RUN pip install poetry && \
    poetry config virtualenvs.create false && \
    poetry install --no-dev --no-interaction --no-ansi

# Stage 2: Runtime
FROM python:3.11-slim

WORKDIR /app

# کپی وابستگی‌ها از مرحله builder
COPY --from=builder /usr/local/lib/python3.11/site-packages /usr/local/lib/python3.11/site-packages
COPY --from=builder /usr/local/bin /usr/local/bin

# کپی کد اپلیکیشن
COPY . .

# ایجاد کاربر غیر root
RUN useradd -m -u 1000 appuser && chown -R appuser:appuser /app
USER appuser

# پورت اکسپوز
EXPOSE 8000

# کامند اجرا
CMD ["uvicorn", "main:app", "--host", "0.0.0.0", "--port", "8000", "--workers", "4"]
yaml
# docker-compose.yml
version: '3.8'

services:
  # پایگاه‌داده PostgreSQL
  postgres:
    image: postgres:15-alpine
    environment:
      POSTGRES_USER: admin
      POSTGRES_PASSWORD: secretpassword
      POSTGRES_DB: ecommerce
    volumes:
      - postgres_data:/var/lib/postgresql/data
    ports:
      - "5432:5432"
    networks:
      - ecommerce-network
    healthcheck:
      test: ["CMD-SHELL", "pg_isready -U admin"]
      interval: 10s
      timeout: 5s
      retries: 5

  # کش Redis
  redis:
    image: redis:7-alpine
    ports:
      - "6379:6379"
    volumes:
      - redis_data:/data
    networks:
      - ecommerce-network
    command: redis-server --appendonly yes

  # سرویس کاربران
  user-service:
    build:
      context: ./services/user-service
      dockerfile: Dockerfile
    environment:
      DATABASE_URL: postgresql://admin:secretpassword@postgres:5432/ecommerce
      REDIS_URL: redis://redis:6379/0
      JWT_SECRET_KEY: supersecretjwtkey
    ports:
      - "8001:8000"
    depends_on:
      postgres:
        condition: service_healthy
      redis:
        condition: service_started
    networks:
      - ecommerce-network
    volumes:
      - ./services/user-service:/app
      - /app/.venv

  # NGINX به عنوان API Gateway
  nginx:
    image: nginx:alpine
    ports:
      - "80:80"
      - "443:443"
    volumes:
      - ./nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
      - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
      - ./ssl:/etc/nginx/ssl
    depends_on:
      - user-service
      - product-service
      - order-service
    networks:
      - ecommerce-network

  # مانیتورینگ با Prometheus و Grafana
  prometheus:
    image: prom/prometheus:latest
    ports:
      - "9090:9090"
    volumes:
      - ./monitoring/prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml
      - prometheus_data:/prometheus
    networks:
      - ecommerce-network

  grafana:
    image: grafana/grafana:latest
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD: admin
    volumes:
      - grafana_data:/var/lib/grafana
      - ./monitoring/grafana/dashboards:/etc/grafana/provisioning/dashboards
    depends_on:
      - prometheus
    networks:
      - ecommerce-network

volumes:
  postgres_data:
  redis_data:
  prometheus_data:
  grafana_data:

networks:
  ecommerce-network:
    driver: bridge

📊 مرحله ۵: پایگاه داده و مهاجرت

python
# alembic/versions/001_initial_migration.py
"""initial migration

Revision ID: 001
Revises: 
Create Date: 2024-01-01 00:00:00.000000
"""

from alembic import op
import sqlalchemy as sa
from sqlalchemy.dialects import postgresql

def upgrade():
    # ایجاد جدول کاربران
    op.create_table('users',
        sa.Column('id', postgresql.UUID(as_uuid=True), nullable=False),
        sa.Column('email', sa.String(length=255), nullable=False),
        sa.Column('username', sa.String(length=50), nullable=False),
        sa.Column('password_hash', sa.String(length=255), nullable=False),
        sa.Column('first_name', sa.String(length=100), nullable=True),
        sa.Column('last_name', sa.String(length=100), nullable=True),
        sa.Column('phone', sa.String(length=20), nullable=True),
        sa.Column('is_active', sa.Boolean(), nullable=True),
        sa.Column('is_verified', sa.Boolean(), nullable=True),
        sa.Column('is_admin', sa.Boolean(), nullable=True),
        sa.Column('created_at', sa.DateTime(), nullable=True),
        sa.Column('updated_at', sa.DateTime(), nullable=True),
        sa.PrimaryKeyConstraint('id')
    )
    
    # ایجاد ایندکس
    op.create_index(op.f('ix_users_email'), 'users', ['email'], unique=True)
    op.create_index(op.f('ix_users_username'), 'users', ['username'], unique=True)
    
    # ایجاد جدول آدرس‌ها
    op.create_table('user_addresses',
        sa.Column('id', postgresql.UUID(as_uuid=True), nullable=False),
        sa.Column('user_id', postgresql.UUID(as_uuid=True), nullable=False),
        sa.Column('address_line1', sa.String(length=255), nullable=False),
        sa.Column('address_line2', sa.String(length=255), nullable=True),
        sa.Column('city', sa.String(length=100), nullable=False),
        sa.Column('state', sa.String(length=100), nullable=False),
        sa.Column('postal_code', sa.String(length=20), nullable=False),
        sa.Column('country', sa.String(length=100), nullable=False),
        sa.Column('is_default', sa.Boolean(), nullable=True),
        sa.Column('created_at', sa.DateTime(), nullable=True),
        sa.Column('updated_at', sa.DateTime(), nullable=True),
        sa.ForeignKeyConstraint(['user_id'], ['users.id'], ondelete='CASCADE'),
        sa.PrimaryKeyConstraint('id')
    )

def downgrade():
    op.drop_table('user_addresses')
    op.drop_table('users')

🧪 مرحله ۶: تست‌نویسی جامع

python
# tests/test_user_service.py
import pytest
from unittest.mock import Mock, patch
from services.user_service import UserService
from repositories.user_repository import UserRepository
from schemas.user import UserCreate
import bcrypt

class TestUserService:
    @pytest.fixture
    def mock_repo(self):
        return Mock(spec=UserRepository)
    
    @pytest.fixture
    def user_service(self, mock_repo):
        return UserService(mock_repo, "test_secret_key")
    
    def test_register_user_success(self, user_service, mock_repo):
        # Arrange
        user_data = UserCreate(
            email="test@example.com",
            username="testuser",
            password="password123",
            password_confirm="password123",
            first_name="John",
            last_name="Doe"
        )
        
        mock_repo.get_by_email.return_value = None
        mock_repo.get_by_username.return_value = None
        
        # Act
        result, token = user_service.register_user(user_data)
        
        # Assert
        assert result is not None
        assert token is not None
        assert result.email == user_data.email
        assert result.username == user_data.username
        mock_repo.create.assert_called_once()
    
    def test_register_user_duplicate_email(self, user_service, mock_repo):
        # Arrange
        user_data = UserCreate(
            email="existing@example.com",
            username="newuser",
            password="password123",
            password_confirm="password123"
        )
        
        mock_repo.get_by_email.return_value = Mock()  # شبیه‌سازی کاربر موجود
        
        # Act
        result, error = user_service.register_user(user_data)
        
        # Assert
        assert result is None
        assert error == "ایمیل قبلاً ثبت شده است"
    
    def test_authenticate_user_success(self, user_service, mock_repo):
        # Arrange
        email = "test@example.com"
        password = "password123"
        
        # شبیه‌سازی هش رمز عبور
        salt = bcrypt.gensalt()
        hashed_password = bcrypt.hashpw(password.encode('utf-8'), salt)
        
        mock_user = Mock()
        mock_user.id = "user_id"
        mock_user.email = email
        mock_user.password_hash = hashed_password.decode('utf-8')
        mock_user.is_active = True
        
        mock_repo.get_by_email.return_value = mock_user
        
        # Act
        user, token = user_service.authenticate_user(email, password)
        
        # Assert
        assert user is not None
        assert token is not None
        assert user.email == email
    
    def test_authenticate_user_wrong_password(self, user_service, mock_repo):
        # Arrange
        email = "test@example.com"
        
        mock_user = Mock()
        mock_user.password_hash = bcrypt.hashpw(
            "correct_password".encode('utf-8'),
            bcrypt.gensalt()
        ).decode('utf-8')
        
        mock_repo.get_by_email.return_value = mock_user
        
        # Act
        user, error = user_service.authenticate_user(email, "wrong_password")
        
        # Assert
        assert user is None
        assert error == "ایمیل یا رمز عبور اشتباه است"

# tests/test_api.py
from fastapi.testclient import TestClient
from main import app

client = TestClient(app)

def test_register_endpoint():
    response = client.post("/api/v1/users/register", json={
        "email": "newuser@example.com",
        "username": "newuser",
        "password": "password123",
        "password_confirm": "password123",
        "first_name": "New",
        "last_name": "User"
    })
    
    assert response.status_code == 201
    data = response.json()
    assert "access_token" in data
    assert data["message"] == "ثبت نام موفقیت‌آمیز بود"

def test_login_endpoint():
    # اول ثبت نام
    client.post("/api/v1/users/register", json={
        "email": "login@example.com",
        "username": "loginuser",
        "password": "password123",
        "password_confirm": "password123"
    })
    
    # سپس ورود
    response = client.post("/api/v1/users/login", data={
        "username": "login@example.com",
        "password": "password123"
    })
    
    assert response.status_code == 200
    data = response.json()
    assert "access_token" in data

# tests/test_performance.py
import asyncio
from locust import HttpUser, task, between
import random

class ECommerceUser(HttpUser):
    wait_time = between(1, 3)
    
    def on_start(self):
        """ورود کاربر در شروع تست"""
        self.login()
    
    def login(self):
        response = self.client.post("/api/v1/users/login", json={
            "email": f"user{random.randint(1, 1000)}@test.com",
            "password": "password123"
        })
        if response.status_code == 200:
            self.token = response.json()["access_token"]
            self.headers = {"Authorization": f"Bearer {self.token}"}
    
    @task(3)
    def view_products(self):
        """مشاهده محصولات"""
        self.client.get("/api/v1/products", headers=self.headers)
    
    @task(2)
    def view_product_detail(self):
        """مشاهده جزئیات محصول"""
        product_id = random.randint(1, 100)
        self.client.get(f"/api/v1/products/{product_id}", headers=self.headers)
    
    @task(1)
    def create_order(self):
        """ایجاد سفارش"""
        self.client.post("/api/v1/orders", json={
            "items": [
                {"product_id": random.randint(1, 100), "quantity": random.randint(1, 3)}
            ],
            "shipping_address_id": 1
        }, headers=self.headers)

🔄 مرحله ۷: CI/CD Pipeline

yaml
# .github/workflows/ci-cd.yml
name: CI/CD Pipeline

on:
  push:
    branches: [ main, develop ]
  pull_request:
    branches: [ main ]

jobs:
  test:
    runs-on: ubuntu-latest
    
    services:
      postgres:
        image: postgres:15
        env:
          POSTGRES_PASSWORD: testpassword
        options: >-
          --health-cmd pg_isready
          --health-interval 10s
          --health-timeout 5s
          --health-retries 5
        ports:
          - 5432:5432
      
      redis:
        image: redis:7-alpine
        ports:
          - 6379:6379
        options: >-
          --health-cmd "redis-cli ping"
          --health-interval 10s
          --health-timeout 5s
          --health-retries 5
    
    steps:
    - uses: actions/checkout@v3
    
    - name: Set up Python
      uses: actions/setup-python@v4
      with:
        python-version: '3.11'
    
    - name: Install dependencies
      run: |
        pip install poetry
        poetry install
    
    - name: Run linting
      run: |
        poetry run black --check .
        poetry run flake8 .
        poetry run mypy .
    
    - name: Run unit tests
      env:
        DATABASE_URL: postgresql://postgres:testpassword@localhost:5432/test_db
        REDIS_URL: redis://localhost:6379/0
      run: |
        poetry run pytest tests/unit -v --cov=src --cov-report=xml
    
    - name: Run integration tests
      env:
        DATABASE_URL: postgresql://postgres:testpassword@localhost:5432/test_db
        REDIS_URL: redis://localhost:6379/0
      run: |
        poetry run pytest tests/integration -v
    
    - name: Upload coverage to Codecov
      uses: codecov/codecov-action@v3
      with:
        file: ./coverage.xml

  build:
    needs: test
    runs-on: ubuntu-latest
    if: github.ref == 'refs/heads/main'
    
    steps:
    - uses: actions/checkout@v3
    
    - name: Set up Docker Buildx
      uses: docker/setup-buildx-action@v2
    
    - name: Log in to Docker Hub
      uses: docker/login-action@v2
      with:
        username: ${{ secrets.DOCKER_USERNAME }}
        password: ${{ secrets.DOCKER_PASSWORD }}
    
    - name: Build and push User Service
      uses: docker/build-push-action@v4
      with:
        context: ./services/user-service
        file: ./services/user-service/Dockerfile
        push: true
        tags: |
          ${{ secrets.DOCKER_USERNAME }}/user-service:latest
          ${{ secrets.DOCKER_USERNAME }}/user-service:${{ github.sha }}
    
    - name: Build and push Product Service
      uses: docker/build-push-action@v4
      with:
        context: ./services/product-service
        push: true
        tags: ${{ secrets.DOCKER_USERNAME }}/product-service:${{ github.sha }}

  deploy:
    needs: build
    runs-on: ubuntu-latest
    if: github.ref == 'refs/heads/main'
    
    steps:
    - uses: actions/checkout@v3
    
    - name: Configure AWS credentials
      uses: aws-actions/configure-aws-credentials@v1
      with:
        aws-access-key-id: ${{ secrets.AWS_ACCESS_KEY_ID }}
        aws-secret-access-key: ${{ secrets.AWS_SECRET_ACCESS_KEY }}
        aws-region: us-east-1
    
    - name: Deploy to EKS
      run: |
        aws eks update-kubeconfig --name ecommerce-cluster
        kubectl apply -f ./k8s/
        kubectl rollout status deployment/user-service
        kubectl rollout status deployment/product-service
    
    - name: Run smoke tests
      run: |
        ./scripts/smoke-test.sh

☁️ مرحله ۸: استقرار در ابر

terraform
# terraform/main.tf
terraform {
  required_version = ">= 1.0"
  
  backend "s3" {
    bucket = "ecommerce-tf-state"
    key    = "production/terraform.tfstate"
    region = "us-east-1"
  }
}

provider "aws" {
  region = var.aws_region
}

# VPC
resource "aws_vpc" "main" {
  cidr_block           = "10.0.0.0/16"
  enable_dns_hostnames = true
  enable_dns_support   = true
  
  tags = {
    Name = "ecommerce-vpc"
  }
}

# EKS Cluster
resource "aws_eks_cluster" "main" {
  name     = "ecommerce-cluster"
  role_arn = aws_iam_role.eks_cluster.arn
  
  vpc_config {
    subnet_ids = [
      aws_subnet.public_1.id,
      aws_subnet.public_2.id,
      aws_subnet.private_1.id,
      aws_subnet.private_2.id
    ]
    
    endpoint_public_access  = true
    endpoint_private_access = true
  }
  
  depends_on = [
    aws_iam_role_policy_attachment.eks_cluster_policy
  ]
}

# RDS PostgreSQL
resource "aws_db_instance" "postgres" {
  identifier              = "ecommerce-postgres"
  engine                 = "postgres"
  engine_version         = "15.3"
  instance_class         = "db.t3.medium"
  allocated_storage      = 100
  storage_type          = "gp3"
  
  db_name  = "ecommerce"
  username = var.db_username
  password = var.db_password
  
  vpc_security_group_ids = [aws_security_group.rds.id]
  db_subnet_group_name   = aws_db_subnet_group.main.name
  
  backup_retention_period = 7
  backup_window          = "03:00-04:00"
  maintenance_window     = "sun:04:00-sun:05:00"
  
  multi_az               = true
  deletion_protection    = true
  
  tags = {
    Name = "ecommerce-postgres"
  }
}

# ElastiCache Redis
resource "aws_elasticache_cluster" "redis" {
  cluster_id           = "ecommerce-redis"
  engine              = "redis"
  node_type           = "cache.t3.medium"
  num_cache_nodes     = 1
  parameter_group_name = "default.redis7"
  port                = 6379
  
  subnet_group_name  = aws_elasticache_subnet_group.main.name
  security_group_ids = [aws_security_group.redis.id]
  
  tags = {
    Name = "ecommerce-redis"
  }
}

# Load Balancer
resource "aws_lb" "main" {
  name               = "ecommerce-lb"
  internal           = false
  load_balancer_type = "application"
  security_groups    = [aws_security_group.lb.id]
  subnets           = [
    aws_subnet.public_1.id,
    aws_subnet.public_2.id
  ]
  
  enable_deletion_protection = true
  
  tags = {
    Name = "ecommerce-load-balancer"
  }
}

📈 مرحله ۹: مانیتورینگ و Observability

python
# monitoring/metrics.py
from prometheus_client import Counter, Histogram, Gauge, generate_latest
import time
from functools import wraps

# تعریف متریک‌ها
REQUEST_COUNT = Counter(
    'http_requests_total',
    'Total HTTP requests',
    ['method', 'endpoint', 'status']
)

REQUEST_LATENCY = Histogram(
    'http_request_duration_seconds',
    'HTTP request latency',
    ['method', 'endpoint']
)

ACTIVE_USERS = Gauge(
    'active_users',
    'Number of active users'
)

DATABASE_CONNECTIONS = Gauge(
    'database_connections',
    'Number of active database connections'
)

# دکوراتور برای مانیتورینگ
def monitor_request(func):
    @wraps(func)
    async def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        
        try:
            response = await func(*args, **kwargs)
            
            # ثبت متریک‌ها
            REQUEST_COUNT.labels(
                method=kwargs.get('method', 'GET'),
                endpoint=func.__name__,
                status=response.status_code
            ).inc()
            
            REQUEST_LATENCY.labels(
                method=kwargs.get('method', 'GET'),
                endpoint=func.__name__
            ).observe(time.time() - start_time)
            
            return response
            
        except Exception as e:
            REQUEST_COUNT.labels(
                method=kwargs.get('method', 'GET'),
                endpoint=func.__name__,
                status=500
            ).inc()
            raise e
    
    return wrapper

# مانیتورینگ پایگاه داده
class DatabaseMonitor:
    def __init__(self, engine):
        self.engine = engine
        
    async def collect_metrics(self):
        # جمع‌آوری متریک‌های پایگاه داده
        with self.engine.connect() as conn:
            result = conn.execute("SELECT count(*) FROM pg_stat_activity")
            active_connections = result.scalar()
            
            DATABASE_CONNECTIONS.set(active_connections)
            
            # متریک‌های دیگر
            result = conn.execute("SELECT count(*) FROM users")
            total_users = result.scalar()
            
            result = conn.execute("""
                SELECT count(*) FROM users 
                WHERE last_login > NOW() - INTERVAL '30 minutes'
            """)
            active_users_count = result.scalar()
            
            ACTIVE_USERS.set(active_users_count)
            
            return {
                'active_connections': active_connections,
                'total_users': total_users,
                'active_users': active_users_count
            }

# لاگینگ ساختاریافته
import structlog

logger = structlog.get_logger()

def setup_logging():
    structlog.configure(
        processors=[
            structlog.contextvars.merge_contextvars,
            structlog.processors.add_log_level,
            structlog.processors.StackInfoRenderer(),
            structlog.dev.set_exc_info,
            structlog.processors.TimeStamper(fmt="iso"),
            structlog.dev.ConsoleRenderer()
        ],
        wrapper_class=structlog.make_filtering_bound_logger(logging.INFO),
        context_class=dict,
        logger_factory=structlog.PrintLoggerFactory(),
        cache_logger_on_first_use=False
    )

# Tracing با OpenTelemetry
from opente

پست های مرتبط