توسعه بک‌اند با تایپ اسکریپت و Node.js: ساخت APIهای پایدار و قوی

در دنیای پرشتاب توسعه نرم‌افزار، انتخاب درست تکنولوژی‌ها نقشی حیاتی در موفقیت یک پروژه ایفا می‌کند. در سالیان اخیر، Node.js به دلیل قابلیت‌های منحصر به فرد خود در ساخت سیستم‌های مقیاس‌پذیر و با کارایی بالا، به یکی از محبوب‌ترین پلتفرم‌ها برای توسعه بک‌اند تبدیل شده است. اما چالش‌های ذاتی جاوااسکریپت، مانند ماهیت دینامیک آن و عدم وجود تایپ‌های استاتیک، می‌تواند در پروژه‌های بزرگ و پیچیده به مشکلاتی نظیر خطاهای زمان اجرا و کاهش خوانایی کد منجر شود. اینجا است که تایپ اسکریپت (TypeScript) وارد میدان می‌شود. تایپ اسکریپت، به عنوان یک سوپراست از جاوااسکریپت، امکان استفاده از تایپ‌های استاتیک را فراهم آورده و به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا کدی پایدارتر، قابل نگهداری‌تر و با خطایابی آسان‌تر بنویسند.

هدف این مقاله، بررسی عمیق و جامع نحوه توسعه بک‌اند با ترکیب قدرتمند Node.js و تایپ اسکریپت است. ما از جنبه‌های پایه شروع کرده و به مباحث پیشرفته‌تر نظیر معماری، مدیریت پایگاه داده، امنیت، تست‌نویسی و بهینه‌سازی خواهیم پرداخت تا راهنمایی کامل برای ساخت APIهای قدرتمند و پایدار ارائه دهیم. این راهنما برای توسعه‌دهندگانی که به دنبال ارتقاء مهارت‌های خود در توسعه بک‌اند هستند و می‌خواهند از مزایای تایپ‌سیفتی و اکوسیستم غنی Node.js به بهترین شکل بهره ببرند، طراحی شده است.

چرا ترکیب تایپ اسکریپت و Node.js برای توسعه بک‌اند؟

ترکیب Node.js و تایپ اسکریپت مزایای چشمگیری را برای توسعه‌دهندگان بک‌اند به ارمغان می‌آورد که فراتر از مجموع اجزای منفرد آن‌هاست. برای درک این مزایا، ابتدا باید نگاهی عمیق‌تر به ماهیت و قابلیت‌های هر یک بیندازیم و سپس هم‌افزایی آن‌ها را تحلیل کنیم.

قابلیت‌های کلیدی Node.js: قدرت و مقیاس‌پذیری

Node.js یک محیط زمان اجرای جاوااسکریپت سمت سرور است که بر پایه موتور V8 گوگل کروم بنا شده است. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های آن، مدل ورودی/خروجی (I/O) غیرمسدودکننده (Non-blocking I/O) و مبتنی بر رویداد (Event-driven) است. این مدل، Node.js را برای ساخت برنامه‌های Real-time و سرویس‌هایی با تعداد زیادی اتصال همزمان، ایده‌آل می‌کند.

• مدل رویدادمحور و I/O غیرمسدودکننده: برخلاف مدل‌های سنتی مبتنی بر ریسمان (Thread-per-request)، Node.js از یک تک ریسمان (Single Thread) برای مدیریت تمام درخواست‌ها استفاده می‌کند. این تک ریسمان، تمام عملیات I/O (مانند خواندن از دیسک، درخواست‌های شبکه، دسترسی به پایگاه داده) را به صورت ناهمزمان (Asynchronous) اجرا می‌کند. هنگامی که یک عملیات I/O آغاز می‌شود، ریسمان اصلی بلافاصله آزاد شده و به پردازش درخواست‌های دیگر می‌پردازد. زمانی که عملیات I/O به پایان می‌رسد، یک رویداد به صف رویدادها (Event Queue) اضافه می‌شود و Event Loop آن را انتخاب کرده و کال‌بک (Callback) مربوطه را اجرا می‌کند. این مکانیسم باعث می‌شود Node.js بتواند تعداد بسیار زیادی از درخواست‌ها را با سربار (Overhead) کمتری مدیریت کند که به مقیاس‌پذیری بالا منجر می‌شود.
• موتور V8: قلب تپنده Node.js، موتور V8 گوگل است که کد جاوااسکریپت را به کد ماشین کامپایل می‌کند. V8 به طور مداوم برای افزایش عملکرد بهینه‌سازی می‌شود و این بهینه‌سازی‌ها به Node.js نیز منتقل می‌شوند.
• اکوسیستم npm: Node Package Manager (npm) بزرگترین رجیستری کتابخانه‌های متن‌باز در جهان است. این اکوسیستم غنی، دسترسی به هزاران ماژول از پیش ساخته شده را فراهم می‌کند که توسعه را سرعت می‌بخشد و نیاز به نوشتن کد از صفر را کاهش می‌دهد. از ابزارهای اعتبارسنجی گرفته تا درایورهای پایگاه داده و فریم‌ورک‌های وب، تقریباً برای هر نیازی یک پکیج در npm وجود دارد.
• قابلیت‌های Full-Stack JavaScript: با استفاده از جاوااسکریپت هم برای فرانت‌اند (مانند React, Angular, Vue) و هم برای بک‌اند (Node.js)، توسعه‌دهندگان می‌توانند از یک زبان واحد استفاده کنند. این امر به کاهش هزینه ذهنی، تسهیل اشتراک‌گذاری کد و افزایش کارایی تیم کمک می‌کند.

ارزش افزوده تایپ اسکریپت: ثبات و قابلیت نگهداری

تایپ اسکریپت یک سوپراست کامپایل به جاوااسکریپت است که توسط مایکروسافت توسعه یافته است. اصلی‌ترین مزیت آن، افزودن تایپ‌های استاتیک به جاوااسکریپت است.

• تایپ‌سیفتی (Type Safety) و جلوگیری از خطا: مهم‌ترین مزیت تایپ اسکریپت، توانایی آن در شناسایی خطاهای مربوط به نوع داده در زمان کامپایل (Compile-time) است، نه در زمان اجرا (Runtime). این به معنای آن است که بسیاری از خطاهای رایج مانند Null Pointer Exceptions یا استفاده از متدهای ناموجود روی یک آبجکت، قبل از اینکه کد به مرحله اجرا برسد، شناسایی و اصلاح می‌شوند. این امر به شدت زمان دیباگ را کاهش می‌دهد و کیفیت نرم‌افزار را بالا می‌برد.
• بهبود خوانایی و قابلیت نگهداری کد: تایپ‌های صریح (Explicit Types) به عنوان مستنداتی زنده برای کد عمل می‌کنند. هنگامی که توسعه‌دهنده‌ای کدی را می‌خواند، به راحتی می‌تواند انتظار داشته باشد که هر متغیر یا پارامتری چه نوع داده‌ای را نگهداری می‌کند. این امر به خصوص در پروژه‌های بزرگ با تیم‌های متعدد، قابلیت نگهداری کد را به شدت افزایش می‌دهد.
• ابزارهای توسعه بهتر (IDE Support): تایپ اسکریپت اطلاعات نوع داده را در اختیار IDEها (مانند VS Code) قرار می‌دهد. این امکان به IDEها اجازه می‌دهد تا قابلیت‌های پیشرفته‌ای مانند تکمیل خودکار کد (Autocompletion)، بازسازی کد (Refactoring) ایمن‌تر و ناوبری بهتر (Go to Definition) را ارائه دهند. این قابلیت‌ها بهره‌وری توسعه‌دهندگان را به طور چشمگیری افزایش می‌دهند.
• پشتیبانی از ویژگی‌های آینده جاوااسکریپت: تایپ اسکریپت غالباً ویژگی‌های جدید ECMAScript (استاندارد جاوااسکریپت) را قبل از اینکه به طور کامل در محیط‌های زمان اجرا پیاده‌سازی شوند، پشتیبانی می‌کند. این به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا از جدیدترین قابلیت‌های زبان استفاده کنند و سپس کد خود را به جاوااسکریپت قدیمی‌تر (ES5/ES6) کامپایل کنند تا با محیط‌های مختلف سازگار باشد.
• Refactoring ایمن‌تر: با داشتن اطلاعات نوع دقیق، IDE می‌تواند تغییرات کد را با اطمینان بیشتری انجام دهد. برای مثال، تغییر نام یک تابع یا یک ویژگی در یک آبجکت، به طور خودکار در تمام نقاط استفاده شده از آن به‌روزرسانی می‌شود و از شکستن کد جلوگیری می‌کند.

هم‌افزایی ترکیب Node.js و تایپ اسکریپت

با توجه به مزایای Node.js در عملکرد و مقیاس‌پذیری، و مزایای تایپ اسکریپت در پایداری و نگهداری کد، ترکیب این دو به یک راهکار قدرتمند برای توسعه بک‌اند تبدیل می‌شود:

• APIهای پایدارتر: تایپ‌سیفتی تایپ اسکریپت به ساخت APIهایی کمک می‌کند که کمتر مستعد خطاهای زمان اجرا هستند و قراردادهای (Contracts) واضح‌تری برای ورودی‌ها و خروجی‌ها دارند.
• توسعه سریع‌تر در بلندمدت: با وجود افزایش اولیه در سربار نوشتن تایپ‌ها، سرعت توسعه در پروژه‌های بزرگ به دلیل کاهش خطاهای دیباگ و افزایش اعتماد به کد، در بلندمدت افزایش می‌یابد.
• بهبود همکاری تیمی: تایپ‌ها، ارتباط بین اعضای تیم را در مورد ساختار داده‌ها و قراردادهای API بهبود می‌بخشند.
• زیرساخت قوی برای فریم‌ورک‌های مدرن: فریم‌ورک‌هایی مانند NestJS که به شدت بر تایپ اسکریپت تکیه دارند، از قابلیت‌های این زبان برای ارائه الگوهای معماری قوی و کاهش کد boilerplate بهره می‌برند.

بنابراین، انتخاب تایپ اسکریپت در کنار Node.js، یک سرمایه‌گذاری هوشمندانه برای ساخت سیستم‌های بک‌اند قوی، قابل نگهداری و مقیاس‌پذیر است که می‌تواند نیازهای پروژه‌های مدرن را برآورده سازد.

معماری پروژه‌های بک‌اند با تایپ اسکریپت و Node.js

یک معماری خوب، ستون فقرات هر سیستم نرم‌افزاری پایدار و مقیاس‌پذیر است. در پروژه‌های بک‌اند Node.js با تایپ اسکریپت، انتخاب الگوهای معماری مناسب و ساختاردهی صحیح پروژه می‌تواند تفاوت عمده‌ای در قابلیت نگهداری، توسعه‌پذیری و عملکرد سیستم ایجاد کند. در این بخش، به بررسی جوانب کلیدی معماری، از ساختار فایل‌ها گرفته تا انتخاب فریم‌ورک‌ها، می‌پردازیم.

ساختار پروژه: سازماندهی برای مقیاس‌پذیری

سازماندهی منطقی کد، به خصوص در پروژه‌های بزرگ، اهمیت حیاتی دارد. دو رویکرد اصلی برای ساختاردهی پروژه وجود دارد:

• ساختار مبتنی بر لایه (Layer-based Architecture): در این الگو، کد بر اساس نقش عملکردی آن تقسیم می‌شود (مثلاً پوشه‌های Controllers، Services، Repositories، Models). این رویکرد برای پروژه‌های کوچک تا متوسط مناسب است.

  
          src/
          ├── controllers/  // Handles incoming requests and sends responses
          │   ├── user.controller.ts
          │   └── product.controller.ts
          ├── services/     // Contains business logic
          │   ├── user.service.ts
          │   └── product.service.ts
          ├── repositories/ // Abstracts database interactions
          │   ├── user.repository.ts
          │   └── product.repository.ts
          ├── models/       // Defines data structures (e.g., database entities)
          │   ├── user.entity.ts
          │   └── product.entity.ts
          ├── middlewares/  // Request pre-processing
          ├── utils/        // Utility functions
          └── app.ts        // Main application entry point
          

• ساختار مبتنی بر ماژول/ویژگی (Module/Feature-based Architecture): در این الگو، کد بر اساس ویژگی‌های تجاری سیستم سازماندهی می‌شود (مثلاً پوشه‌های Users، Products، Orders). هر ویژگی شامل لایه‌های مربوط به خود است (Controller، Service، Repository). این رویکرد برای پروژه‌های بزرگ و Microservices که هر ویژگی می‌تواند به عنوان یک سرویس مستقل در نظر گرفته شود، بسیار مناسب است و به وضوح مسئولیت‌های هر بخش را مشخص می‌کند. NestJS به طور طبیعی این الگو را ترویج می‌دهد.

  
          src/
          ├── modules/
          │   ├── user/
          │   │   ├── user.controller.ts
          │   │   ├── user.service.ts
          │   │   ├── user.module.ts
          │   │   └── user.entity.ts
          │   ├── product/
          │   │   ├── product.controller.ts
          │   │   ├── product.service.ts
          │   │   ├── product.module.ts
          │   │   └── product.entity.ts
          │   └── auth/
          │       ├── auth.controller.ts
          │       ├── auth.service.ts
          │       └── auth.module.ts
          ├── shared/     // Reusable components (e.g., DTOs, interfaces, utils)
          └── app.module.ts // Root module
          └── main.ts     // Application entry point
          

انتخاب ساختار بستگی به اندازه و پیچیدگی پروژه دارد. برای بیشتر پروژه‌های Node.js با تایپ اسکریپت، به خصوص با استفاده از فریم‌ورک‌هایی مانند NestJS، رویکرد مبتنی بر ماژول ارجحیت دارد.

پیکربندی `tsconfig.json`: قلب تایپ اسکریپت

فایل `tsconfig.json` مسئولیت پیکربندی نحوه کامپایل شدن کد تایپ اسکریپت به جاوااسکریپت را بر عهده دارد. پیکربندی صحیح این فایل برای بهره‌برداری کامل از مزایای تایپ اسکریپت حیاتی است. برخی از تنظیمات کلیدی عبارتند از:

• `target`: نسخه ECMAScript هدف (مثلاً “ES2020” یا “ESNext”).
• `module`: سیستم ماژول هدف (مثلاً “CommonJS” برای Node.js).
• `outDir`: دایرکتوری خروجی برای فایل‌های کامپایل شده جاوااسکریپت (مثلاً “./dist”).
• `rootDir`: دایرکتوری ریشه حاوی فایل‌های سورس تایپ اسکریپت (مثلاً “./src”).
• `strict`: فعال کردن تمام بررسی‌های سختگیرانه تایپ (بسیار توصیه می‌شود برای جلوگیری از خطاها).
• `esModuleInterop`: برای سازگاری بهتر با ماژول‌های CommonJS.
• `emitDecoratorMetadata` و `experimentalDecorators`: برای پشتیبانی از Decoratorها که در NestJS و ORMها (مانند TypeORM) کاربرد فراوان دارند.
• `baseUrl` و `paths`: برای تعریف Aliasها برای مسیرهای ماژول، که به مدیریت وارد کردن (Import) ماژول‌ها در پروژه‌های بزرگ کمک می‌کند و کد را تمیزتر نگه می‌دارد.

  
          {
            "compilerOptions": {
              "target": "es2020",
              "module": "commonjs",
              "outDir": "./dist",
              "rootDir": "./src",
              "strict": true,
              "esModuleInterop": true,
              "emitDecoratorMetadata": true,
              "experimentalDecorators": true,
              "skipLibCheck": true,
              "forceConsistentCasingInFileNames": true,
              "baseUrl": "./",
              "paths": {
                "@/*": ["src/*"]
              }
            },
            "include": ["src/**/*.ts"],
            "exclude": ["node_modules", "dist"]
          }
          

مدیریت وابستگی‌ها: `package.json` و npm/yarn

فایل `package.json` مرکز مدیریت وابستگی‌ها، اسکریپت‌ها و متادیتای پروژه شماست. وابستگی‌ها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• `dependencies`: پکیج‌هایی که برای اجرای برنامه در محیط Production لازم هستند.
• `devDependencies`: پکیج‌هایی که فقط در زمان توسعه و تست (مانند TypeScript compiler, Jest, Nodemon) مورد نیاز هستند.

استفاده از ابزارهایی مانند npm یا yarn برای نصب و مدیریت این پکیج‌ها ضروری است.

انتخاب فریم‌ورک: Express در مقابل NestJS در مقابل Fastify

انتخاب فریم‌ورک مناسب، تأثیر بسزایی در سرعت توسعه، ساختاردهی و قابلیت نگهداری پروژه دارد.

Express.js: سادگی و انعطاف‌پذیری

Express.js یک فریم‌ورک وب مینیمالیستی و انعطاف‌پذیر برای Node.js است.

• مزایا: بسیار سبک و غیرنظردهنده (Unopinionated)، امکان ساخت APIها با سرعت بالا، جامعه کاربری بزرگ و منابع آموزشی فراوان.
• معایب: به دلیل مینیمالیستی بودن، نیاز به پکیج‌های شخص ثالث زیادی برای قابلیت‌های رایج (مانند اعتبارسنجی، ORMها، مدیریت پیکربندی) دارد. در پروژه‌های بزرگ، ممکن است به دلیل عدم وجود ساختار مشخص، به سرعت به یک codebase غیرقابل نگهداری تبدیل شود، مگر اینکه تیم از الگوهای معماری قوی استفاده کند. استفاده از آن با تایپ اسکریپت نیازمند نصب `types` برای هر پکیج است و تایپ‌سیفتی آن در مقایسه با NestJS کمتر است.

Fastify: سرعت و کارایی

Fastify یک فریم‌ورک وب با تمرکز بر سرعت و کمترین سربار است.

• مزایا: سریع‌ترین فریم‌ورک‌های Node.js، دارای پلاگین‌های داخلی برای بسیاری از نیازها، پشتیبانی داخلی از تایپ اسکریپت.
• معایب: جامعه کاربری کوچکتر نسبت به Express، ممکن است برای توسعه‌دهندگان جدید کمی ناآشنا باشد.

NestJS: ساختار، مقیاس‌پذیری و قدرت تایپ اسکریپت

NestJS یک فریم‌ورک Node.js مترقی است که از تایپ اسکریپت به طور کامل پشتیبانی می‌کند و از مفاهیم معماری شیءگرایی (OOP)، برنامه‌نویسی تابعی (FP) و برنامه‌نویسی واکنشی (Reactive Programming) بهره می‌برد. این فریم‌ورک از الگوهای طراحی مشابه Angular استفاده می‌کند (مانند Module, Controller, Service, Provider).

• مزایا:
  • پشتیبانی کامل از تایپ اسکریپت: NestJS از ابتدا با تایپ اسکریپت طراحی شده است. این به معنای بهره‌برداری کامل از Type Safety، Decoratorها و ابزارهای توسعه است.
  • معماری Modular و Opinionated: NestJS ساختار مشخصی را برای پروژه تعریف می‌کند که باعث افزایش خوانایی، قابلیت نگهداری و توسعه‌پذیری می‌شود. این ساختار از الگوهای Enterprise استفاده می‌کند.
  • تزریق وابستگی (Dependency Injection): یک سیستم قوی برای مدیریت وابستگی‌ها دارد که تست‌پذیری و انعطاف‌پذیری کد را افزایش می‌دهد.
  • اکوسیستم غنی: دارای ماژول‌های داخلی برای قابلیت‌های رایج مانند اعتبارسنجی، ORMها، GraphQL، Microservices و WebSocketها.
  • قابلیت تست بالا: ساختار ماژولار و تزریق وابستگی، تست‌نویسی (Unit, Integration, E2E) را بسیار آسان می‌کند.
  • مستندات عالی: مستندات جامع و مثال‌های فراوان.
• معایب: منحنی یادگیری کمی بالاتر برای توسعه‌دهندگانی که با مفاهیم تزریق وابستگی و الگوهای معماری Enterprise آشنا نیستند. برای پروژه‌های بسیار کوچک ممکن است کمی بیش از حد باشد.

با توجه به هدف ساخت APIهای پایدار و قوی با تایپ اسکریپت، NestJS بهترین انتخاب است. این فریم‌ورک به طور طبیعی توسعه‌دهندگان را به سمت نوشتن کدی تمیز، ماژولار و قابل تست سوق می‌دهد که برای پروژه‌های سازمانی و مقیاس‌پذیر حیاتی است. در ادامه این مقاله، ما بر پایه NestJS برای مثال‌ها و توضیحات تمرکز خواهیم کرد.

ساخت APIهای RESTful با NestJS و تایپ اسکریپت

NestJS با الگوهای طراحی MVC (Model-View-Controller) و Dependency Injection، به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا APIهای RESTful را به شکلی ساختاریافته و ماژولار بسازند. این بخش به بررسی اجزای کلیدی NestJS برای ساخت API می‌پردازد.

مفاهیم اساسی در NestJS: ماژول‌ها، کنترلرها و سرویس‌ها

NestJS بر اساس یک معماری ماژولار بنا شده است که به سازماندهی منطقی برنامه کمک می‌کند.

• ماژول‌ها (Modules): ماژول‌ها واحدهای سازماندهی کد در NestJS هستند. هر برنامه NestJS حداقل یک ماژول ریشه (Root Module) دارد. ماژول‌ها می‌توانند کنترلرها، سرویس‌ها، Providers و سایر ماژول‌ها را encapsule کنند. آن‌ها به NestJS کمک می‌کنند تا ساختار برنامه را درک کرده و Dependency Injection را به درستی مدیریت کند.

  
          <!-- src/app.module.ts -->
          <pre><code>
          import { Module } from '@nestjs/common';
          import { UserModule } from './user/user.module';
          import { ProductModule } from './product/product.module';
  
          @Module({
            imports: [UserModule, ProductModule], // Import other feature modules
            controllers: [], // Controllers in this module (if any)
            providers: [],   // Services/Providers in this module (if any)
          })
          export class AppModule {}
          </code></pre>
          

• کنترلرها (Controllers): کنترلرها مسئول مدیریت درخواست‌های ورودی و بازگرداندن پاسخ‌ها به کلاینت هستند. آن‌ها با استفاده از دکوراتورهای `@Controller()` و `@Get()`, `@Post()`, `@Put()`, `@Delete()` مسیرها (Routes) را تعریف می‌کنند. کنترلرها باید سبک (Thin) باشند و منطق تجاری (Business Logic) را به سرویس‌ها محول کنند.

  
          <!-- src/user/user.controller.ts -->
          <pre><code>
          import { Controller, Get, Post, Body, Param, Put, Delete, HttpCode, HttpStatus } from '@nestjs/common';
          import { UserService } from './user.service';
          import { CreateUserDto } from './dto/create-user.dto';
          import { UpdateUserDto } from './dto/update-user.dto';
          import { User } from './entities/user.entity';
  
          @Controller('users') // Base route for this controller
          export class UserController {
            constructor(private readonly userService: UserService) {}
  
            @Post()
            @HttpCode(HttpStatus.CREATED)
            async create(@Body() createUserDto: CreateUserDto): Promise<User> {
              return this.userService.create(createUserDto);
            }
  
            @Get()
            async findAll(): Promise<User[]> {
              return this.userService.findAll();
            }
  
            @Get(':id')
            async findOne(@Param('id') id: string): Promise<User> {
              return this.userService.findOne(id);
            }
  
            @Put(':id')
            async update(@Param('id') id: string, @Body() updateUserDto: UpdateUserDto): Promise<User> {
              return this.userService.update(id, updateUserDto);
            }
  
            @Delete(':id')
            @HttpCode(HttpStatus.NO_CONTENT)
            async remove(@Param('id') id: string): Promise<void> {
              await this.userService.remove(id);
            }
          }
          </code></pre>
          

• سرویس‌ها (Services/Providers): سرویس‌ها یا Providers شامل منطق تجاری برنامه هستند. آن‌ها مسئول تعامل با پایگاه داده، انجام محاسبات پیچیده و هرگونه عملیات دیگری که مستقیماً به مدیریت درخواست HTTP مربوط نمی‌شود، هستند. سرویس‌ها از طریق Dependency Injection به کنترلرها یا سایر سرویس‌ها تزریق می‌شوند.

  
          <!-- src/user/user.service.ts -->
          <pre><code>
          import { Injectable, NotFoundException } from '@nestjs/common';
          import { CreateUserDto } from './dto/create-user.dto';
          import { UpdateUserDto } from './dto/update-user.dto';
          import { User } from './entities/user.entity'; // Assume this is a TypeORM entity or similar
  
          @Injectable() // Makes this class a Provider
          export class UserService {
            private users: User[] = []; // In-memory storage for example
  
            // In a real application, you would inject a repository here (e.g., @InjectRepository(User) private userRepository: Repository<User>)
  
            async create(createUserDto: CreateUserDto): Promise<User> {
              const newUser: User = { id: Date.now().toString(), ...createUserDto };
              this.users.push(newUser);
              return newUser;
            }
  
            async findAll(): Promise<User[]> {
              return this.users;
            }
  
            async findOne(id: string): Promise<User> {
              const user = this.users.find(u => u.id === id);
              if (!user) {
                throw new NotFoundException(`User with ID "${id}" not found`);
              }
              return user;
            }
  
            async update(id: string, updateUserDto: UpdateUserDto): Promise<User> {
              const userIndex = this.users.findIndex(u => u.id === id);
              if (userIndex === -1) {
                throw new NotFoundException(`User with ID "${id}" not found`);
              }
              this.users[userIndex] = { ...this.users[userIndex], ...updateUserDto, id };
              return this.users[userIndex];
            }
  
            async remove(id: string): Promise<void> {
              const initialLength = this.users.length;
              this.users = this.users.filter(u => u.id !== id);
              if (this.users.length === initialLength) {
                throw new NotFoundException(`User with ID "${id}" not found`);
              }
            }
          }
          </code></pre>
          

Data Transfer Objects (DTOs) و اعتبارسنجی (Validation)

DTOها کلاس‌هایی هستند که ساختار داده‌هایی را که بین لایه‌های مختلف برنامه منتقل می‌شوند (مثلاً از کلاینت به سرور یا بین سرویس‌ها)، تعریف می‌کنند. استفاده از DTOها با تایپ اسکریپت و کتابخانه‌های اعتبارسنجی مانند `class-validator` و `class-transformer`، فرآیند اعتبارسنجی ورودی را بسیار قدرتمند و Type-Safe می‌کند.

`class-validator` از Decoratorها برای تعریف قوانین اعتبارسنجی استفاده می‌کند و `class-transformer` به تبدیل آبجکت‌های ساده به نمونه‌های کلاس کمک می‌کند.

<!-- src/user/dto/create-user.dto.ts -->
<pre><code>
import { IsString, IsEmail, MinLength, MaxLength } from 'class-validator';

export class CreateUserDto {
  @IsString()
  @MinLength(3)
  @MaxLength(50)
  firstName: string;

  @IsString()
  @MinLength(3)
  @MaxLength(50)
  lastName: string;

  @IsEmail()
  email: string;

  @IsString()
  @MinLength(6)
  password: string;
}

// src/user/dto/update-user.dto.ts
import { IsString, IsEmail, MinLength, MaxLength, IsOptional } from 'class-validator';

export class UpdateUserDto {
  @IsOptional()
  @IsString()
  @MinLength(3)
  @MaxLength(50)
  firstName?: string;

  @IsOptional()
  @IsString()
  @MinLength(3)
  @MaxLength(50)
  lastName?: string;

  @IsOptional()
  @IsEmail()
  email?: string;

  @IsOptional()
  @IsString()
  @MinLength(6)
  password?: string;
}
</code></pre>

برای اعمال این اعتبارسنجی‌ها در NestJS، از `ValidationPipe` استفاده می‌کنیم که به طور خودکار ورودی‌های درخواست را اعتبارسنجی می‌کند.

<!-- src/main.ts -->
<pre><code>
import { NestFactory } from '@nestjs/core';
import { AppModule } from './app.module';
import { ValidationPipe } from '@nestjs/common';

async function bootstrap() {
  const app = await NestFactory.create(AppModule);
  app.useGlobalPipes(new ValidationPipe({
    whitelist: true, // Remove properties that are not defined in the DTO
    forbidNonWhitelisted: true, // Throw an error if non-whitelisted properties are present
    transform: true, // Automatically transform payloads to DTO instances
  }));
  await app.listen(3000);
}
bootstrap();
</code></pre>

استفاده از DTOها و اعتبارسنجی قوی، امنیت و پایداری API را به شدت افزایش می‌دهد و از ورود داده‌های نامعتبر به منطق تجاری جلوگیری می‌کند.

مدیریت پایگاه داده و ORMها در اکوسیستم تایپ اسکریپت

هر برنامه بک‌اندی به نوعی با پایگاه داده تعامل دارد. در اکوسیستم Node.js و تایپ اسکریپت، ابزارهای قدرتمندی برای مدیریت این تعاملات وجود دارند، از جمله Object-Relational Mappers (ORMs) و Object-Document Mappers (ODMs) که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا با پایگاه داده به صورت شیءگرا کار کنند و نیاز به نوشتن کوئری‌های SQL خام را به حداقل برسانند.

انتخاب ORM/ODM: TypeORM در مقابل Prisma

دو انتخاب محبوب برای ORM در پروژه‌های تایپ اسکریپت، TypeORM و Prisma هستند. هر کدام مزایا و معایب خود را دارند:

TypeORM: انعطاف‌پذیری و کنترل بالا

TypeORM یک ORM قدرتمند و Highly-Configurable است که از Decoratorها و تایپ اسکریپت به طور گسترده استفاده می‌کند. از پایگاه داده‌های رابطه‌ای (PostgreSQL, MySQL, SQLite, SQL Server, Oracle) و برخی NoSQL (MongoDB) پشتیبانی می‌کند.

• مزایا:
  • پشتیبانی گسترده از پایگاه داده: از انواع مختلف پایگاه داده‌های رابطه‌ای و MongoDB پشتیبانی می‌کند.
  • امکانات غنی: پشتیبانی از Relations، Custom Repositoryها، Migrations، Cascading Operations و Transactionها.
  • انعطاف‌پذیری: امکان نوشتن کوئری‌های پیچیده با Query Builder یا Raw SQL.
  • یکپارچگی عمیق با تایپ اسکریپت: استفاده فراوان از Decoratorها و Type Safety.
• معایب:
  • منحنی یادگیری: پیچیدگی و انعطاف‌پذیری بالای آن می‌تواند منحنی یادگیری نسبتاً شیب‌داری داشته باشد.
  • نیاز به مدیریت Migrationها: مدیریت Migrationها به عهده توسعه‌دهنده است که ممکن است زمان‌بر باشد.
  • Type Safety در Query Builder: Type Safety در Query Builder آن نسبت به Prisma کمتر است، گرچه بهتر از کوئری‌های خام است.

<!-- Example TypeORM Entity (src/user/entities/user.entity.ts) -->
<pre><code>
import { Entity, PrimaryGeneratedColumn, Column } from 'typeorm';

@Entity()
export class User {
  @PrimaryGeneratedColumn('uuid')
  id: string;

  @Column({ length: 50 })
  firstName: string;

  @Column({ length: 50 })
  lastName: string;

  @Column({ unique: true })
  email: string;

  @Column()
  passwordHash: string; // Store hashed password
}

// Example TypeORM integration in a NestJS service (src/user/user.service.ts)
// (Assuming you have @nestjs/typeorm module configured in app.module.ts)
import { Injectable, NotFoundException } from '@nestjs/common';
import { InjectRepository } from '@nestjs/typeorm';
import { Repository } from 'typeorm';
import { User } from './entities/user.entity';
import { CreateUserDto } from './dto/create-user.dto';
import { UpdateUserDto } from './dto/update-user.dto';

@Injectable()
export class UserService {
  constructor(
    @InjectRepository(User)
    private userRepository: Repository<User>,
  ) {}

  async create(createUserDto: CreateUserDto): Promise<User> {
    const newUser = this.userRepository.create(createUserDto);
    return this.userRepository.save(newUser);
  }

  async findAll(): Promise<User[]> {
    return this.userRepository.find();
  }

  async findOne(id: string): Promise<User> {
    const user = await this.userRepository.findOne({ where: { id } });
    if (!user) {
      throw new NotFoundException(`User with ID "${id}" not found`);
    }
    return user;
  }

  async update(id: string, updateUserDto: UpdateUserDto): Promise<User> {
    const user = await this.userRepository.preload({ id: id, ...updateUserDto });
    if (!user) {
      throw new NotFoundException(`User with ID "${id}" not found`);
    }
    return this.userRepository.save(user);
  }

  async remove(id: string): Promise<void> {
    const result = await this.userRepository.delete(id);
    if (result.affected === 0) {
      throw new NotFoundException(`User with ID "${id}" not found`);
    }
  }
}
</code></pre>

Prisma: Type Safety بی‌نظیر و تجربه توسعه عالی

Prisma یک ORM نسل جدید است که تمرکز زیادی بر Type Safety، Developer Experience و سادگی استفاده دارد. Prisma از یک Schema Definition Language (SDL) برای تعریف مدل‌های پایگاه داده استفاده می‌کند و سپس یک کلاینت Type-Safe را تولید می‌کند.

• مزایا:
  • Type Safety بی‌نظیر: کلاینت Prisma به طور کامل Type-Safe است و تکمیل خودکار عالی و شناسایی خطاهای زمان کامپایل را فراهم می‌کند.
  • Developer Experience (DX) عالی: ابزارهای خط فرمان قدرتمند برای Migrationها، تولید کلاینت و فرمت‌بندی Schema.
  • سادگی در استفاده: APIهای ساده و شهودی برای عملیات CRUD.
  • Migrationهای داخلی: Prisma Migrate ابزار قدرتمندی برای مدیریت تغییرات Schema پایگاه داده است.
  • پشتیبانی از پایگاه داده: PostgreSQL, MySQL, SQLite, SQL Server, MongoDB (در حال توسعه).
• معایب:
  • انعطاف‌پذیری کمتر: در موارد پیچیده که نیاز به کوئری‌های بسیار خاص دارید، ممکن است نسبت به TypeORM محدودیت‌هایی داشته باشد (اگرچه برای بیشتر موارد کافی است).
  • هنوز در حال تکامل: جامعه کاربری آن نسبت به TypeORM جدیدتر است و ممکن است در موارد خاص نیاز به جستجوی بیشتری داشته باشید.

<!-- Example Prisma Schema (prisma/schema.prisma) -->
<pre><code>
datasource db {
  provider = "postgresql"
  url      = env("DATABASE_URL")
}

generator client {
  provider = "prisma-client-js"
}

model User {
  id        String   @id @default(uuid())
  firstName String
  lastName  String
  email     String   @unique
  password  String // Store hashed password
  createdAt DateTime @default(now())
  updatedAt DateTime @updatedAt
}

// Example Prisma integration in a NestJS service (src/user/user.service.ts)
// (You would typically create a PrismaService provider to manage PrismaClient)
// See: https://docs.nestjs.com/recipes/prisma
import { Injectable, OnModuleInit, OnModuleDestroy, NotFoundException } from '@nestjs/common';
import { PrismaClient, User } from '@prisma/client';
import { CreateUserDto } from './dto/create-user.dto';
import { UpdateUserDto } from './dto/update-user.dto';

@Injectable()
export class PrismaService extends PrismaClient implements OnModuleInit, OnModuleDestroy {
  async onModuleInit() {
    await this.$connect();
  }

  async onModuleDestroy() {
    await this.$disconnect();
  }
}

@Injectable()
export class UserService {
  constructor(private prisma: PrismaService) {}

  async create(createUserDto: CreateUserDto): Promise<User> {
    return this.prisma.user.create({ data: createUserDto });
  }

  async findAll(): Promise<User[]> {
    return this.prisma.user.findMany();
  }

  async findOne(id: string): Promise<User> {
    const user = await this.prisma.user.findUnique({ where: { id } });
    if (!user) {
      throw new NotFoundException(`User with ID "${id}" not found`);
    }
    return user;
  }

  async update(id: string, updateUserDto: UpdateUserDto): Promise<User> {
    try {
      const user = await this.prisma.user.update({
        where: { id },
        data: updateUserDto,
      });
      return user;
    } catch (error) {
      // Handle P2025 error code for record not found
      if (error.code === 'P2025') {
        throw new NotFoundException(`User with ID "${id}" not found`);
      }
      throw error;
    }
  }

  async remove(id: string): Promise<void> {
    try {
      await this.prisma.user.delete({ where: { id } });
    } catch (error) {
      if (error.code === 'P2025') {
        throw new NotFoundException(`User with ID "${id}" not found`);
      }
      throw error;
    }
  }
}
</code></pre>

نتیجه‌گیری در انتخاب ORM:

برای پروژه‌های جدید که تمرکز بر Type Safety و Developer Experience دارند، Prisma اغلب توصیه می‌شود. Migrationهای خودکار و کلاینت Type-Safe آن، فرآیند توسعه را بسیار لذت‌بخش می‌کند. TypeORM برای پروژه‌هایی که نیاز به کنترل دقیق‌تر بر کوئری‌ها، پشتیبانی از پایگاه داده‌های خاص یا Migrationهای دستی پیچیده دارند، مناسب‌تر است. NestJS با هر دو ORM به خوبی یکپارچه می‌شود.

امنیت و احراز هویت در APIهای تایپ اسکریپتی

امنیت یکی از مهم‌ترین جنبه‌های توسعه هر API است. دو مفهوم اساسی در این زمینه، احراز هویت (Authentication) و مجوزدهی (Authorization) هستند. احراز هویت به معنای تأیید هویت کاربر (مثلاً با نام کاربری و رمز عبور) است، در حالی که مجوزدهی به معنای تعیین دسترسی کاربر احراز هویت شده به منابع خاص (مثلاً آیا کاربر اجازه حذف یک محصول را دارد؟) است.

احراز هویت با JSON Web Tokens (JWT)

JSON Web Tokens (JWTs) به یکی از استانداردهای رایج برای احراز هویت در APIهای RESTful تبدیل شده‌اند.

• چرا JWT؟ JWTها کوچک، URL-safe و امضاشده (Signed) هستند. این بدان معناست که داده‌های درون JWT قابل تغییر نیستند و هرگونه دستکاری توسط سرور قابل تشخیص است. آن‌ها Stateless هستند، به این معنی که سرور نیازی به نگهداری اطلاعات نشست (Session) ندارد، که برای مقیاس‌پذیری در Microservices بسیار مفید است.
• ساختار JWT: یک JWT از سه بخش تشکیل شده است: Header، Payload و Signature.
  • Header: شامل نوع توکن (JWT) و الگوریتم امضا (مثلاً HS256 یا RS256).
  • Payload: حاوی Claims (ادعاها) درباره کاربر و متادیتای توکن. Claims می‌توانند شامل اطلاعات عمومی (مانند `iss` برای صادرکننده، `exp` برای زمان انقضا)، اطلاعات Public (مانند `email`, `userId`) و Private Claims (برای اطلاعات سفارشی) باشند.
  • Signature: با استفاده از Header، Payload و یک Secret Key (در سمت سرور) تولید می‌شود. این امضا تضمین می‌کند که محتویات توکن دستکاری نشده‌اند.
• فرآیند احراز هویت با JWT:
  1. کاربر نام کاربری و رمز عبور خود را به سرور ارسال می‌کند.
  2. سرور اعتبارنامه‌ها را تأیید می‌کند (مثلاً با هش رمز عبور در پایگاه داده).
  3. اگر معتبر بود، سرور یک JWT ایجاد کرده و آن را به کلاینت بازمی‌گرداند.
  4. کلاینت JWT را (معمولاً در localStorage یا sessionStorage) ذخیره می‌کند.
  5. در درخواست‌های بعدی به منابع محافظت شده، کلاینت JWT را در هدر `Authorization` (با پیشوند `Bearer`) ارسال می‌کند.
  6. سرور هر درخواست را با بررسی امضای JWT و اعتبار آن (مثلاً زمان انقضا) اعتبارسنجی می‌کند.

پیاده‌سازی احراز هویت با Passport.js در NestJS

NestJS یکپارچگی عالی با Passport.js دارد که یک میان‌افزار احراز هویت محبوب برای Node.js است. Passport از استراتژی‌های مختلفی (Local, JWT, OAuth و غیره) پشتیبانی می‌کند.

<!-- src/auth/auth.module.ts -->
<pre><code>
import { Module } from '@nestjs/common';
import { AuthService } from './auth.service';
import { LocalStrategy } from './local.strategy'; // For username/password
import { JwtStrategy } from './jwt.strategy';     // For JWT validation
import { UserModule } from '../user/user.module';
import { PassportModule } from '@nestjs/passport';
import { JwtModule } from '@nestjs/jwt';
import { AuthController } from './auth.controller';
import { ConfigModule, ConfigService } from '@nestjs/config';

@Module({
  imports: [
    UserModule,
    PassportModule,
    JwtModule.registerAsync({
      imports: [ConfigModule],
      inject: [ConfigService],
      useFactory: async (configService: ConfigService) => ({
        secret: configService.get('JWT_SECRET'),
        signOptions: { expiresIn: '60m' }, // Token expiration time
      }),
    }),
  ],
  providers: [AuthService, LocalStrategy, JwtStrategy],
  controllers: [AuthController],
  exports: [AuthService],
})
export class AuthModule {}

// src/auth/auth.controller.ts
import { Controller, Post, Request, UseGuards, Get } from '@nestjs/common';
import { AuthGuard } from '@nestjs/passport';
import { AuthService } from './auth.service';

@Controller('auth')
export class AuthController {
  constructor(private authService: AuthService) {}

  @UseGuards(AuthGuard('local')) // Use local strategy for login
  @Post('login')
  async login(@Request() req) {
    return this.authService.login(req.user); // req.user is populated by LocalStrategy
  }

  @UseGuards(AuthGuard('jwt')) // Use JWT strategy for protected routes
  @Get('profile')
  getProfile(@Request() req) {
    return req.user; // req.user is populated by JwtStrategy (decoded JWT payload)
  }
}

// src/auth/local.strategy.ts (for username/password login)
import { Strategy } from 'passport-local';
import { PassportStrategy } from '@nestjs/passport';
import { Injectable, UnauthorizedException } from '@nestjs/common';
import { AuthService } from './auth.service';

@Injectable()
export class LocalStrategy extends PassportStrategy(Strategy) {
  constructor(private authService: AuthService) {
    super();
  }

  async validate(username: string, password: string): Promise<any> {
    const user = await this.authService.validateUser(username, password);
    if (!user) {
      throw new UnauthorizedException();
    }
    return user;
  }
}

// src/auth/jwt.strategy.ts (for validating JWT tokens)
import { ExtractJwt, Strategy } from 'passport-jwt';
import { PassportStrategy } from '@nestjs/passport';
import { Injectable } from '@nestjs/common';
import { ConfigService } from '@nestjs/config';

@Injectable()
export class JwtStrategy extends PassportStrategy(Strategy) {
  constructor(configService: ConfigService) {
    super({
      jwtFromRequest: ExtractJwt.fromAuthHeaderAsBearerToken(),
      ignoreExpiration: false, // Ensure token expiration is checked
      secretOrKey: configService.get('JWT_SECRET'),
    });
  }

  async validate(payload: any) {
    // This payload is the decoded JWT. You can fetch user details from DB here if needed.
    return { userId: payload.sub, username: payload.username, roles: payload.roles };
  }
}
</code></pre>

مجوزدهی (Authorization) و کنترل دسترسی مبتنی بر نقش (RBAC)

پس از احراز هویت، نوبت به مجوزدهی می‌رسد. RBAC یک رویکرد رایج است که در آن دسترسی به منابع بر اساس نقش‌های اختصاص داده شده به کاربران تعیین می‌شود (مثلاً ‘admin’, ‘editor’, ‘viewer’).

<!-- src/auth/roles.decorator.ts -->
<pre><code>
import { SetMetadata } from '@nestjs/common';

export const ROLES_KEY = 'roles';
export const Roles = (...roles: string[]) => SetMetadata(ROLES_KEY, roles);

// src/auth/roles.guard.ts
import { Injectable, CanActivate, ExecutionContext } from '@nestjs/common';
import { Reflector } from '@nestjs/core';
import { ROLES_KEY } from './roles.decorator';

@Injectable()
export class RolesGuard implements CanActivate {
  constructor(private reflector: Reflector) {}

  canActivate(context: ExecutionContext): boolean {
    const requiredRoles = this.reflector.getAllAndOverride<string[]>(ROLES_KEY, [
      context.getHandler(),
      context.getClass(),
    ]);
    if (!requiredRoles) {
      return true; // No roles specified, allow access
    }
    const { user } = context.switchToHttp().getRequest();
    // Assuming user object from JWT payload contains a 'roles' array
    return requiredRoles.some((role) => user.roles?.includes(role));
  }
}

// Example usage in a controller
import { Controller, Get, UseGuards } from '@nestjs/common';
import { AuthGuard } from '@nestjs/passport';
import { RolesGuard } from './auth/roles.guard';
import { Roles } from './auth/roles.decorator';

@Controller('admin')
@UseGuards(AuthGuard('jwt'), RolesGuard) // Apply both guards
export class AdminController {
  @Get('dashboard')
  @Roles('admin') // Only users with 'admin' role can access
  getAdminDashboard() {
    return 'Welcome to the Admin Dashboard!';
  }

  @Get('users')
  @Roles('admin', 'editor') // Admin or Editor can access
  getUsers() {
    return 'List of users...';
  }
}
</code></pre>

بهترین روش‌های امنیتی عمومی (OWASP Top 10)

علاوه بر احراز هویت و مجوزدهی، رعایت اصول امنیتی OWASP Top 10 برای هر API ضروری است:

• Injection: استفاده از ORMها/Prepared Statements برای جلوگیری از SQL Injection. اعتبارسنجی دقیق ورودی‌ها.
• Broken Authentication: استفاده از JWT با زمان انقضا، Refresh Tokens، هش کردن رمز عبور (با bcrypt)، محدود کردن تلاش‌های لاگین (Rate Limiting).
• Sensitive Data Exposure: رمزنگاری داده‌های حساس (رمز عبور، اطلاعات کارت اعتباری)، استفاده از HTTPS، اجتناب از لاگ کردن اطلاعات حساس.
• XML External Entities (XXE): غیرفعال کردن قابلیت‌های ناامن در پردازش XML (اگر استفاده می‌شود).
• Broken Access Control: پیاده‌سازی صحیح مجوزدهی (RBAC/ABAC)، بررسی دسترسی در هر لایه (نه فقط در کنترلر).
• Security Misconfiguration: پیکربندی صحیح سرور، فریم‌ورک و پکیج‌ها. حذف پکیج‌های استفاده نشده. غیرفعال کردن دیباگ مود در Production.
• Cross-Site Scripting (XSS): پاکسازی ورودی‌های کاربر قبل از نمایش در خروجی (اگر API HTML تولید می‌کند، که معمول نیست).
• Insecure Deserialization: اجتناب از Deserialize کردن داده‌های غیرقابل اعتماد.
• Using Components with Known Vulnerabilities: به‌روز نگه داشتن پکیج‌ها، استفاده از ابزارهای اسکن وابستگی (مانند npm audit).
• Insufficient Logging & Monitoring: لاگ کردن کافی فعالیت‌های امنیتی و خطاها، مانیتورینگ سیستم برای شناسایی حملات.

پیاده‌سازی این تدابیر امنیتی به صورت سیستماتیک، به ساخت APIهای قوی و مقاوم در برابر حملات کمک می‌کند.

تست‌نویسی، لاگینگ و مدیریت خطا در پروژه‌های Node.js

تست‌نویسی، ثبت وقایع (Logging) و مدیریت خطا، سه ستون اصلی برای ساخت نرم‌افزار قابل اطمینان و پایدار هستند. در پروژه‌های Node.js با تایپ اسکریپت، ابزارها و الگوهای مشخصی برای هر یک از این حوزه‌ها وجود دارد که به بهبود کیفیت کلی و قابلیت نگهداری سیستم کمک شایانی می‌کنند.

تست‌نویسی در NestJS: اطمینان از صحت عملکرد

NestJS به دلیل معماری ماژولار و تزریق وابستگی، به شدت تست‌پذیر است. سه نوع اصلی تست وجود دارد:

• تست‌های واحد (Unit Tests): این تست‌ها کوچکترین واحد منطقی کد (مانند یک متد در یک سرویس یا یک تابع Utility) را به صورت ایزوله تست می‌کنند. وابستگی‌ها (Dependency) باید Mock شوند.

  
          <!-- src/user/user.service.spec.ts (Unit test example for UserService) -->
          <pre><code>
          import { Test, TestingModule } from '@nestjs/testing';
          import { UserService } from './user.service';
          import { getRepositoryToken } from '@nestjs/typeorm'; // Or @nestjs/prisma/testing for Prisma
          import { User } from './entities/user.entity';
          import { Repository } from 'typeorm';
          import { NotFoundException } from '@nestjs/common';
  
          describe('UserService', () => {
            let service: UserService;
            let userRepository: Repository<User>;
  
            beforeEach(async () => {
              const module: TestingModule = await Test.createTestingModule({
                providers: [
                  UserService,
                  {
                    provide: getRepositoryToken(User),
                    useValue: {
                      create: jest.fn(x => x),
                      save: jest.fn(x => Promise.resolve({ id: 'mock-id', ...x })),
                      find: jest.fn(() => Promise.resolve([])),
                      findOne: jest.fn(() => Promise.resolve(null)),
                      preload: jest.fn(() => Promise.resolve(null)),
                      delete: jest.fn(() => Promise.resolve({ affected: 0 })),
                    },
                  },
                ],
              }).compile();
  
              service = module.get<UserService>(UserService);
              userRepository = module.get<Repository<User>>(getRepositoryToken(User));
            });
  
            it('should be defined', () => {
              expect(service).toBeDefined();
            });
  
            it('should create a user', async () => {
              const newUserDto = { firstName: 'John', lastName: 'Doe', email: 'john@example.com', passwordHash: 'hashedpassword' };
              jest.spyOn(userRepository, 'save').mockResolvedValueOnce({ id: 'new-id', ...newUserDto } as User);
  
              const result = await service.create(newUserDto as any); // Cast as any for simplicity in test
              expect(result).toEqual({ id: 'new-id', ...newUserDto });
              expect(userRepository.create).toHaveBeenCalledWith(newUserDto);
              expect(userRepository.save).toHaveBeenCalledWith(newUserDto);
            });
  
            it('should throw NotFoundException if user not found for findOne', async () => {
              jest.spyOn(userRepository, 'findOne').mockResolvedValueOnce(null);
              await expect(service.findOne('non-existent-id')).rejects.toThrow(NotFoundException);
            });
          });
          </code></pre>
          

• تست‌های یکپارچگی (Integration Tests): این تست‌ها تعامل بین چند واحد از برنامه (مثلاً یک کنترلر و یک سرویس) را بررسی می‌کنند. هدف آن‌ها اطمینان از این است که اجزای مختلف سیستم به درستی با هم کار می‌کنند.

  
          <!-- src/user/user.controller.spec.ts (Integration test example for UserController) -->
          <pre><code>
          import { Test, TestingModule } from '@nestjs/testing';
          import { INestApplication } from '@nestjs/common';
          import * as request from 'supertest';
          import { AppModule } from '../app.module'; // Import the full application module
          import { UserService } from './user.service'; // We will mock this service
  
          describe('UserController (e2e or integration)', () => {
            let app: INestApplication;
            let userService = { findAll: () => ['test'], create: (dto) => ({ id: '1', ...dto }) };
  
            beforeAll(async () => {
              const moduleFixture: TestingModule = await Test.createTestingModule({
                imports: [AppModule], // Import the app module
              })
              .overrideProvider(UserService) // Mock the UserService to control its behavior
              .useValue(userService)
              .compile();
  
              app = moduleFixture.createNestApplication();
              await app.init();
            });
  
            it('/users (GET)', () => {
              return request(app.getHttpServer())
                .get('/users')
                .expect(200)
                .expect(userService.findAll());
            });
  
            it('/users (POST)', () => {
              const createUserDto = { firstName: 'Test', lastName: 'User', email: 'test@example.com', password: 'password' };
              return request(app.getHttpServer())
                .post('/users')
                .send(createUserDto)
                .expect(201)
                .expect(res => {
                  expect(res.body.firstName).toEqual(createUserDto.firstName);
                  expect(res.body.email).toEqual(createUserDto.email);
                });
            });
  
            afterAll(async () => {
              await app.close();
            });
          });
          </code></pre>
          

• تست‌های سرتاسری (End-to-End Tests/E2E): این تست‌ها کل جریان کاربر را از ابتدا تا انتها، از طریق رابط کاربری یا API، شبیه‌سازی می‌کنند. آن‌ها معمولاً یک محیط کاملاً عملیاتی (شامل پایگاه داده واقعی یا Mock شده) را راه‌اندازی می‌کنند. در NestJS، معمولاً از Supertest در کنار Jest استفاده می‌شود.

Jest یک فریم‌ورک تست قدرتمند برای جاوااسکریپت و تایپ اسکریپت است که توسط فیسبوک توسعه یافته است. Supertest یک کتابخانه برای تست APIهای HTTP است.

لاگینگ (Logging): رصد و اشکال‌زدایی

لاگینگ مناسب برای اشکال‌زدایی، رصد عملکرد برنامه و شناسایی مشکلات امنیتی ضروری است. استفاده از کتابخانه‌های لاگینگ حرفه‌ای مانند Winston یا Pino توصیه می‌شود، زیرا آن‌ها قابلیت‌های پیشرفته‌ای مانند لاگ به فایل، کنسول، دیتابیس یا سرویس‌های ابری، فرمت‌بندی JSON، فیلترینگ و سطح‌بندی لاگ‌ها را ارائه می‌دهند.

<!-- Example using Winston in NestJS -->
<!-- src/common/logger/winston.logger.ts -->
<pre><code>
import { LoggerService } from '@nestjs/common';
import { createLogger, format, transports } from 'winston';

export class WinstonLogger implements LoggerService {
  private readonly logger;

  constructor(context?: string) {
    this.logger = createLogger({
      level: 'info', // Default log level
      format: format.combine(
        format.timestamp(),
        format.errors({ stack: true }),
        format.json(),
      ),
      transports: [
        new transports.Console({
          format: format.combine(format.colorize(), format.simple()),
        }),
        new transports.File({ filename: 'error.log', level: 'error' }),
        new transports.File({ filename: 'combined.log' }),
      ],
      defaultMeta: { context: context || 'Application' },
    });
  }

  log(message: string, context?: string) {
    this.logger.info(message, { context: context || this.logger.defaultMeta.context });
  }

  error(message: string, trace?: string, context?: string) {
    this.logger.error(message, { trace, context: context || this.logger.defaultMeta.context });
  }

  warn(message: string, context?: string) {
    this.logger.warn(message, { context: context || this.logger.defaultMeta.context });
  }

  debug(message: string, context?: string) {
    this.logger.debug(message, { context: context || this.logger.defaultMeta.context });
  }

  verbose(message: string, context?: string) {
    this.logger.verbose(message, { context: context || this.logger.defaultMeta.context });
  }
}

// In main.ts
// import { WinstonLogger } from './common/logger/winston.logger';
// app.useLogger(new WinstonLogger());

// In a service/controller
// constructor(@Inject(WINSTON_LOGGER_TOKEN) private readonly logger: LoggerService) {}
// this.logger.log('User created successfully');
</code></pre>

سطوح لاگ (Log Levels): از سطوح لاگ (error, warn, info, debug, verbose) به درستی استفاده کنید تا بتوانید لاگ‌ها را فیلتر کرده و تنها اطلاعات مورد نیاز را در محیط‌های مختلف مشاهده کنید.

مدیریت خطا (Error Handling): پاسخ‌های قوی و واضح

مدیریت خطای مناسب تضمین می‌کند که API شما در مواجهه با شرایط غیرمنتظره به درستی عمل کرده و پاسخ‌های معنی‌داری به کلاینت‌ها بازگرداند.

• استفاده از HTTP Exceptions در NestJS: NestJS یک مجموعه از استثنائات HTTP داخلی (مانند `NotFoundException`, `BadRequestException`, `UnauthorizedException`) را فراهم می‌کند که به راحتی قابل پرتاب (Throw) هستند و به طور خودکار به پاسخ‌های HTTP مناسب (با کد وضعیت صحیح) تبدیل می‌شوند.

  
          <!-- In a service -->
          <pre><code>
          import { NotFoundException } from '@nestjs/common';
          // ...
          async findOne(id: string): Promise<User> {
            const user = await this.userRepository.findOne({ where: { id } });
            if (!user) {
              throw new NotFoundException(`User with ID "${id}" not found`);
            }
            return user;
          }
          </code></pre>
          

• فیلترهای استثنا (Exception Filters): برای مدیریت خطاهای سفارشی یا بازنویسی نحوه رسیدگی به خطاهای پیش‌فرض NestJS، می‌توانید از Exception Filters استفاده کنید. این فیلترها به شما اجازه می‌دهند تا پاسخ‌های خطای یکنواخت و معنی‌دار (با فرمت JSON) ایجاد کنید.

  
          <!-- src/common/filters/all-exceptions.filter.ts -->
          <pre><code>
          import { Catch, ArgumentsHost, HttpException, HttpStatus } from '@nestjs/common';
          import { BaseExceptionFilter } from '@nestjs/core';
  
          @Catch()
          export class AllExceptionsFilter extends BaseExceptionFilter {
            catch(exception: unknown, host: ArgumentsHost) {
              const ctx = host.switchToHttp();
              const response = ctx.getResponse();
              const request = ctx.getRequest();
  
              const status =
                exception instanceof HttpException
                  ? exception.getStatus()
                  : HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR;
  
              const errorResponse = {
                statusCode: status,
                timestamp: new Date().toISOString(),
                path: request.url,
                message: exception instanceof HttpException ? exception.getResponse() : 'Internal server error',
              };
  
              response.status(status).json(errorResponse);
            }
          }
  
          // In main.ts (for global application-wide error handling)
          // import { AllExceptionsFilter } from './common/filters/all-exceptions.filter';
          // app.useGlobalFilters(new AllExceptionsFilter(app.get(HttpAdapterHost)));
          </code></pre>
          

• مدیریت خطاهای ناهمزمان (Async Error Handling): از `try…catch` برای مدیریت خطاهای عملیات‌های ناهمزمان (مانند درخواست‌های پایگاه داده) اطمینان حاصل کنید. NestJS به طور پیش‌فرض Promise Rejectionها را مدیریت می‌کند، اما برای جزئیات بیشتر و پاسخ‌های سفارشی، `try…catch` همچنان مهم است.

با پیاده‌سازی قوی این سه حوزه، می‌توانید APIهایی بسازید که نه تنها عملکرد صحیحی دارند، بلکه در مواجهه با مشکلات نیز رفتار قابل پیش‌بینی و حرفه‌ای از خود نشان می‌دهند.

بهینه‌سازی عملکرد و استقرار APIها

پس از توسعه و تست API، مرحله نهایی بهینه‌سازی عملکرد و استقرار آن در محیط Production است. این دو جنبه برای اطمینان از اینکه API شما به صورت پایدار و با کارایی بالا در دسترس کاربران قرار می‌گیرد، حیاتی هستند.

بهینه‌سازی عملکرد (Performance Optimization)

بهینه‌سازی عملکرد به معنای شناسایی و رفع گلوگاه‌ها (Bottlenecks) برای افزایش سرعت و پاسخگویی API است.

• کشینگ (Caching): کشینگ یکی از موثرترین روش‌ها برای بهبود عملکرد است، به خصوص برای داده‌هایی که مکرراً درخواست می‌شوند و کمتر تغییر می‌کنند.
  • کشینگ در حافظه (In-Memory Caching): برای داده‌های کوچک و بسیار پرکاربرد (مانند پیکربندی‌ها یا داده‌های مرجع). NestJS از پکیج `@nestjs/cache-manager` برای انتزاع استفاده می‌کند.
  • کشینگ توزیع‌شده (Distributed Caching): برای برنامه‌های مقیاس‌پذیر، استفاده از Redis یا Memcached به عنوان یک لایه کشینگ توزیع‌شده ضروری است. این کار از تکرار داده‌ها در هر instance از برنامه جلوگیری می‌کند و قابلیت مقیاس‌پذیری افقی را بهبود می‌بخشد.

  
          <!-- Example NestJS Caching using @nestjs/cache-manager -->
          <!-- app.module.ts -->
          <pre><code>
          import { Module, CacheModule } from '@nestjs/common';
          import * as redisStore from 'cache-manager-redis-store';
  
          @Module({
            imports: [
              CacheModule.register({
                store: redisStore,
                host: 'localhost', // or your Redis host
                port: 6379,
                ttl: 300, // seconds
              }),
            ],
            // ...
          })
          export class AppModule {}
  
          // In a service/controller
          // import { CACHE_MANAGER, Inject, UseInterceptors, CacheInterceptor } from '@nestjs/common';
          // import { Cache } from 'cache-manager';
          // ...
          // @UseInterceptors(CacheInterceptor) // Cache the response of this endpoint
          // @Get()
          // async findAllUsers() {
          //   return this.userService.findAll();
          // }
          //
          // Or manually in service:
          // constructor(@Inject(CACHE_MANAGER) private cacheManager: Cache) {}
          // async getData(id: string) {
          //   const cachedData = await this.cacheManager.get(id);
          //   if (cachedData) return cachedData;
          //   const data = await this.fetchFromDb(id);
          //   await this.cacheManager.set(id, data, { ttl: 60 });
          //   return data;
          // }
          </code></pre>
          

• استفاده بهینه از عملیات ناهمزمان (`async/await`): اطمینان حاصل کنید که تمام عملیات I/O (دسترسی به پایگاه داده، درخواست‌های شبکه، عملیات فایل سیستم) به درستی با `async/await` یا Promiseها مدیریت می‌شوند تا Event Loop مسدود نشود. اجتناب از عملیات Synchronous سنگین در ریسمان اصلی Node.js حیاتی است.
• خوشه‌بندی (Clustering) و Worker Threads: Node.js به صورت تک ریسمانه اجرا می‌شود، اما می‌توانید از ماژول `cluster` داخلی Node.js یا `worker_threads` برای بهره‌برداری از چندین هسته CPU استفاده کنید. این کار به شما امکان می‌دهد چندین Instance از برنامه خود را روی یک سرور واحد اجرا کنید و بار را بین آن‌ها توزیع کنید.

  
          <!-- Basic cluster example in main.ts or a separate file -->
          <pre><code>
          // import * as cluster from 'cluster';
          // import * as os from 'os';
          //
          // const numCPUs = os.cpus().length;
          //
          // if (cluster.isMaster) {
          //   console.log(`Master ${process.pid} is running`);
          //   for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
          //     cluster.fork(); // Fork a new worker
          //   }
          //   cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
          //     console.log(`worker ${worker.process.pid} died`);
          //     cluster.fork(); // Respawn a new worker
          //   });
          // } else {
          //   // Worker process: run your NestJS app
          //   bootstrap();
          // }
          </code></pre>
          

• فشرده‌سازی (Compression): استفاده از میان‌افزار فشرده‌سازی (مانند `compression` پکیج برای Express/NestJS) برای فشرده‌سازی پاسخ‌های HTTP قبل از ارسال به کلاینت. این کار حجم داده‌های منتقل شده را کاهش می‌دهد و سرعت بارگذاری را افزایش می‌دهد.
• لاگینگ کارآمد: لاگینگ بیش از حد یا غیربهینه می‌تواند عملکرد را کاهش دهد. از لاگینگ آسنکرون (Asynchronous Logging) استفاده کنید و از لاگ کردن اطلاعات غیرضروری در محیط Production خودداری کنید.
• پروفایل‌سازی و بنچمارک‌گیری: از ابزارهایی مانند Node.js built-in profiler یا ابزارهای APM (Application Performance Monitoring) مانند New Relic، Datadog برای شناسایی گلوگاه‌های عملکردی و تست بار (Load Testing) استفاده کنید.

استقرار (Deployment)

استقرار API شامل مراحل آماده‌سازی برنامه برای اجرا در محیط Production و قرار دادن آن بر روی سرورها است.

• دروپیکربندی محیطی (Environment Configuration): استفاده از متغیرهای محیطی (Environment Variables) برای پیکربندی پارامترهای حساس و وابسته به محیط (مانند رشته اتصال به پایگاه داده، کلیدهای API، پورت) ضروری است. از پکیج `@nestjs/config` یا `dotenv` استفاده کنید.
• داکریزه‌سازی (Containerization) با Docker: داکر به شما امکان می‌دهد تا برنامه و تمام وابستگی‌های آن را در یک کانتینر ایزوله بسته بندی کنید. این کار استقرار را قابل پیش‌بینی، قابل تکرار و مستقل از زیرساخت می‌کند.

  
          <!-- Dockerfile example for a NestJS application -->
          <pre><code>
          # Use a slim Node.js base image
          FROM node:18-alpine AS development
  
          WORKDIR /app
  
          COPY package*.json ./
          RUN npm install --only=development
  
          COPY . .
          RUN npm run build
  
          FROM node:18-alpine AS production
  
          WORKDIR /app
  
          COPY package*.json ./
          RUN npm ci --only=production
  
          COPY --from=development /app/dist ./dist
          COPY --from=development /app/node_modules ./node_modules
          COPY --from=development /app/package.json ./package.json
  
          CMD ["node", "dist/main"]
          </code></pre>
          

• هماهنگ‌سازی کانتینرها با Kubernetes/Docker Compose: برای مدیریت چندین کانتینر (API، پایگاه داده، Redis و غیره) و مقیاس‌بندی آن‌ها، ابزارهایی مانند Docker Compose (برای محیط‌های توسعه/تست) و Kubernetes (برای Production در مقیاس بزرگ) استفاده می‌شوند.
• خط لوله CI/CD (Continuous Integration/Continuous Deployment): یک خط لوله CI/CD به خودکارسازی فرآیند ساخت، تست و استقرار کد کمک می‌کند. این کار شامل کامپایل کد تایپ اسکریپت، اجرای تست‌ها، ساخت ایمیج داکر و استقرار آن در سرورها است. ابزارهایی مانند GitHub Actions، GitLab CI، Jenkins یا CircleCI می‌توانند این فرآیند را مدیریت کنند.
• مانیتورینگ و لاگینگ در Production: استفاده از ابزارهای مانیتورینگ (مانند Prometheus & Grafana، New Relic، Datadog) برای رصد عملکرد سیستم، مصرف منابع و شناسایی مشکلات در زمان واقعی. سیستم‌های لاگینگ متمرکز (مانند ELK Stack – Elasticsearch, Logstash, Kibana یا Grafana Loki) برای جمع‌آوری و تحلیل لاگ‌ها از چندین سرویس حیاتی هستند.
• بروزرسانی‌های بدون داون‌تایم (Zero-Downtime Deployments): استفاده از استراتژی‌هایی مانند Rolling Updates یا Blue/Green Deployment برای اطمینان از اینکه کاربران در حین بروزرسانی سیستم، سرویس را از دست نمی‌دهند. این کار معمولاً توسط Orchestratorهایی مانند Kubernetes مدیریت می‌شود.

با ترکیب بهینه‌سازی‌های عملکردی و استقرار صحیح، می‌توانید اطمینان حاصل کنید که API شما نه تنها کارآمد و قوی است، بلکه به صورت پایدار و قابل اعتماد در محیط Production عمل می‌کند.

نتیجه‌گیری و چشم‌انداز آینده

در این مقاله جامع، به بررسی عمیق توسعه بک‌اند با استفاده از Node.js و تایپ اسکریپت پرداختیم و مزایای بی‌نظیر این ترکیب را برای ساخت APIهای پایدار و قوی روشن ساختیم. از مقدمات و دلایل انتخاب این دو تکنولوژی گرفته تا جزئیات معماری پروژه، پیاده‌سازی APIهای RESTful با NestJS، مدیریت پایگاه داده با ORMها (TypeORM و Prisma)، و ابعاد حیاتی امنیت، تست‌نویسی، لاگینگ و استقرار، تمام جنبه‌های لازم برای یک پروژه بک‌اند حرفه‌ای را پوشش دادیم.

انتخاب تایپ اسکریپت در کنار Node.js، فراتر از یک انتخاب صرفاً فنی است؛ این یک سرمایه‌گذاری در کیفیت، قابلیت نگهداری و مقیاس‌پذیری کد در بلندمدت است. Type Safety که تایپ اسکریپت به ارمغان می‌آورد، به طور چشمگیری خطاهای زمان اجرا را کاهش داده و فرآیند دیباگ را تسریع می‌بخشد. در کنار آن، عملکرد بالای Node.js و اکوسیستم غنی آن، بستری ایده‌آل برای ساخت سیستم‌های واکنشی و با توان عملیاتی بالا فراهم می‌آورد. فریم‌ورک‌هایی مانند NestJS نیز با تلفیق این دو، الگوهای معماری Enterprise را به دنیای جاوااسکریپت آورده‌اند و توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازند تا کدی ماژولار، قابل تست و قابل توسعه بنویسند.

چشم‌انداز آینده

آینده توسعه بک‌اند با Node.js و تایپ اسکریپت روشن و هیجان‌انگیز است:

• پیشرفت‌های بیشتر در تایپ اسکریپت: تایپ اسکریپت به طور مداوم با ویژگی‌های جدید و بهبودهای عملکردی به‌روز می‌شود که به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد کدی تمیزتر و ایمن‌تر بنویسند.
• تکامل فریم‌ورک‌ها: فریم‌ورک‌هایی مانند NestJS به رشد خود ادامه خواهند داد و قابلیت‌های جدیدی را برای پاسخگویی به نیازهای در حال تغییر توسعه بک‌اند ارائه خواهند داد (مانند پشتیبانی بهتر از GraphQL، Microservices و Serverless Functions).
• اکوسیستم قوی‌تر: با افزایش محبوبیت این ترکیب، ابزارها، کتابخانه‌ها و جامعه پشتیبانی نیز قوی‌تر و گسترده‌تر خواهند شد.
• تمرکز بر Edge Computing و Serverless: Node.js به خوبی با معماری Serverless و Edge Computing سازگار است. با افزایش تقاضا برای برنامه‌های با latency پایین و توزیع‌شده، تایپ اسکریپت و Node.js نقش مهمی ایفا خواهند کرد.
• AI/ML و Data Processing: با پیشرفت Node.js در پردازش داده‌ها و ابزارهای جدید برای یادگیری ماشین (مانند TensorFlow.js در سمت سرور)، شاهد کاربردهای بیشتری از این ترکیب در حوزه‌های AI/ML خواهیم بود.

در نهایت، توسعه بک‌اند با تایپ اسکریپت و Node.js نه تنها یک انتخاب قدرتمند برای امروز است، بلکه شما را برای چالش‌ها و فرصت‌های آینده در دنیای توسعه نرم‌افزار آماده می‌کند. با دانش و ابزارهایی که در این مقاله به آن‌ها اشاره شد، شما آماده‌اید تا APIهای پایدار، قوی و مقیاس‌پذیری بسازید که می‌توانند سنگ بنای برنامه‌های موفق باشند.