🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: برنامه‌نویسی واکنش‌گرا (Reactive Programming) در جاوا

موضوع کلی: برنامه نویسی

موضوع میانی: جاوا (Java)

📋 سرفصل‌های دوره (100 موضوع)

• 1. مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی واکنش‌گرا
• 2. چرا برنامه‌نویسی واکنش‌گرا؟ چالش‌های مدل سنتی
• 3. برنامه‌نویسی ناهمگام در جاوا: تاریخچه و محدودیت‌ها
• 4. مدل‌های برنامه‌نویسی: مسدودکننده در مقابل غیرمسدودکننده
• 5. مفهوم جریان داده (Data Stream) و رویدادمحوری (Event-Driven)
• 6. بیانیه واکنش‌گرا (Reactive Manifesto): اصول و اهداف
• 7. نقش RxJava و Project Reactor در اکوسیستم جاوا
• 8. معرفی Reactor Core: پایه و اساس برنامه‌نویسی واکنش‌گرا
• 9. نصب و راه‌اندازی Project Reactor
• 10. اولین برنامه واکنش‌گرا: سلام دنیا با Flux و Mono
• 11. استاندارد Reactive Streams: Publisher, Subscriber, Subscription
• 12. اینترفیس Publisher: منبع داده‌ها
• 13. اینترفیس Subscriber: مصرف‌کننده داده‌ها
• 14. اینترفیس Subscription: مدیریت جریان بین Publisher و Subscriber
• 15. اینترفیس Processor: ترکیب Publisher و Subscriber
• 16. تفاوت Push و Pull در جریان داده‌ها
• 17. مفهوم فشار برگشتی (Backpressure): چرا و چگونه؟
• 18. درخواست داده توسط Subscriber (request method)
• 19. مدیریت خطا در Reactive Streams
• 20. اتمام جریان داده‌ها: onComplete و onError
• 21. معرفی Flux: جریانی از 0 تا N عنصر
• 22. معرفی Mono: جریانی از 0 تا 1 عنصر
• 23. ایجاد Flux از Collectionها و آرایه‌ها
• 24. ایجاد Flux از مقادیر ثابت و محدوده (range)
• 25. ایجاد Flux با برنامه‌نویسی (generate, create)
• 26. ایجاد Mono از مقادیر و Optional
• 27. ایجاد Mono از یک منبع مسدودکننده (fromCallable, fromRunnable)
• 28. اشتراک در Flux و Mono (subscribe method)
• 29. Side Effects در Reactor: doOnNext, doOnError, doOnComplete
• 30. Lifecycle Hooks: doFirst, doFinally, doOnTerminate
• 31. استفاده از subscribe با توابع Lambda
• 32. لغو اشتراک (Cancellation) در Reactor
• 33. Flux و Mono به عنوان بلوک‌های سازنده
• 34. Immutability در Reactor و تاثیر آن
• 35. Debugging ساده با log() operator
• 36. عملگر map(): تبدیل عناصر یک به یک
• 37. عملگر flatMap(): تبدیل به Flux/Mono و ادغام نتیجه
• 38. تفاوت flatMap و concatMap
• 39. عملگر switchMap(): تغییر به جریان جدید در صورت رویداد جدید
• 40. عملگر filter(): فیلتر کردن عناصر
• 41. عملگر distinct() و distinctUntilChanged(): حذف تکراری‌ها
• 42. عملگر take(): دریافت N عنصر اول
• 43. عملگر skip(): صرف‌نظر از N عنصر اول
• 44. عملگر takeUntil() و skipUntil(): فیلتر بر اساس شرط
• 45. عملگر ignoreElements(): نادیده گرفتن تمام عناصر
• 46. عملگر defaultIfEmpty(): ارائه مقدار پیش‌فرض
• 47. عملگر switchIfEmpty(): تغییر به Mono/Flux دیگر در صورت تهی بودن
• 48. تبدیل Stream جاوا به Flux و بالعکس
• 49. تبدیل CompletableFuture به Mono و بالعکس
• 50. تبدیل Optional به Mono و بالعکس
• 51. عملگر concat(): ترکیب ترتیبی Flux/Mono
• 52. عملگر merge(): ترکیب همزمان Flux/Mono
• 53. عملگر zip(): ترکیب عناصر بر اساس ایندکس
• 54. عملگر combineLatest(): ترکیب بر اساس آخرین عناصر
• 55. عملگر withLatestFrom(): ترکیب با آخرین مقدار یک Flux دیگر
• 56. مدیریت خطا: onErrorReturn() و onErrorResume()
• 57. مدیریت خطا: onErrorStop() و onErrorContinue()
• 58. مدیریت خطا: retry() و retryWhen()
• 59. onErrorMap() و تبدیل استثناها
• 60. استراتژی‌های فشار برگشتی: onBackpressureBuffer()
• 61. استراتژی‌های فشار برگشتی: onBackpressureDrop() و onBackpressureLatest()
• 62. استراتژی‌های فشار برگشتی: onBackpressureError()
• 63. پیاده‌سازی Custom Backpressure
• 64. Flow Control در Reactive Streams
• 65. استراتژی‌های درخواست اولیه (initial request)
• 66. مفهوم Scheduler در Reactor
• 67. Schedulerها: Schedulers.immediate(), Schedulers.single()
• 68. Schedulerها: Schedulers.boundedElastic(), Schedulers.parallel()
• 69. Schedulerها: Schedulers.fromExecutor()
• 70. عملگر subscribeOn(): تعیین Scheduler برای تولید کننده
• 71. عملگر publishOn(): تعیین Scheduler برای مصرف کننده
• 72. تفاوت subscribeOn و publishOn
• 73. اجرای موازی با Flux.parallel() و runOn()
• 74. مدیریت Context در Reactor
• 75. Context.of(): انتقال داده‌ها در جریان واکنش‌گرا
• 76. معرفی StepVerifier برای تست Flux و Mono
• 77. تست سناریوهای موفقیت‌آمیز با StepVerifier
• 78. تست سناریوهای خطا با StepVerifier
• 79. تست زمان‌بندی با StepVerifier.withVirtualTime()
• 80. استفاده از TestPublisher برای شبیه‌سازی Publisher
• 81. Hot vs. Cold Publishers: تفاوت و کاربرد
• 82. Multicasting: به اشتراک‌گذاری یک جریان بین چندین Subscriber
• 83. عملگر publish() و connect()
• 84. عملگر share(): اتصال خودکار و شروع از آخرین عنصر
• 85. عملگر replay(): ذخیره و ارسال مجدد عناصر گذشته
• 86. عملگر cache(): ذخیره جریان برای Subscriberهای آینده
• 87. Operator Fusion: بهینه‌سازی عملکرد Reactor
• 88. مفهوم Checkpoint و Debugging پیشرفته
• 89. استفاده از MeterRegistry برای مانیتورینگ Reactor
• 90. Building Custom Operators
• 91. معرفی Spring WebFlux: جایگزین Spring MVC
• 92. کنترلر‌های واکنش‌گرا در Spring WebFlux
• 93. Router Functions: رویکرد تابعی برای APIهای واکنش‌گرا
• 94. استفاده از WebClient برای فراخوانی APIهای واکنش‌گرا
• 95. Spring Data R2DBC: دسترسی واکنش‌گرا به پایگاه داده رابطه‌ای
• 96. Spring Data Reactive MongoDB: دسترسی واکنش‌گرا به MongoDB
• 97. مدیریت تراکنش‌ها در Spring WebFlux با R2DBC
• 98. امنیت واکنش‌گرا با Spring Security (Reactive)
• 99. Integration with Message Brokers (e.g., Reactor Kafka)
• 100. الگوهای طراحی و بهترین شیوه‌ها در برنامه‌نویسی واکنش‌گرا

دوره جامع برنامه‌نویسی واکنش‌گرا (Reactive) در جاوا: ساخت اپلیکیشن‌های مدرن و مقیاس‌پذیر

آینده برنامه‌نویسی جاوا اینجاست: به دنیای Reactive خوش آمدید!

آیا تا به حال با چالش ساخت اپلیکیشن‌هایی مواجه شده‌اید که باید به هزاران درخواست همزمان پاسخ دهند، بدون اینکه کند شوند یا از کار بیفتند؟ آیا از نوشتن کدهای تودرتو و پیچیده (Callback Hell) برای مدیریت عملیات ناهمزمان خسته شده‌اید؟ دنیای نرم‌افزار به سمت سیستم‌های توزیع‌شده، میکروسرویس‌ها و پردازش حجم عظیمی از داده‌ها حرکت می‌کند و رویکردهای سنتی دیگر پاسخگو نیستند. اینجاست که برنامه‌نویسی واکنش‌گرا (Reactive Programming) به عنوان یک پارادایم انقلابی وارد میدان می‌شود.

برنامه‌نویسی واکنش‌گرا فقط یک ابزار یا کتابخانه جدید نیست؛ یک تغییر نگرش در نحوه طراحی و توسعه نرم‌افزار است. این پارادایم به شما امکان می‌دهد تا اپلیکیشن‌هایی بسازید که ذاتاً پاسخ‌گو (Responsive)، انعطاف‌پذیر (Elastic) و تاب‌آور (Resilient) هستند. در این دوره جامع، شما یاد می‌گیرید که چگونه با استفاده از قدرت جاوا و فریم‌ورک‌های مدرنی مانند Project Reactor و Spring WebFlux، سیستم‌هایی طراحی کنید که نه تنها سریع و بهینه هستند، بلکه نگهداری و توسعه آن‌ها نیز لذت‌بخش است. این دوره دروازه‌ای برای ورود شما به سطح بعدی مهندسی نرم‌افزار با جاوا است.

درباره دوره: یک سفر عملی از تئوری تا پیاده‌سازی

این دوره یک مسیر یادگیری کامل و پروژه-محور است که شما را از مفاهیم بنیادین برنامه‌نویسی واکنش‌گرا تا پیاده‌سازی میکروسرویس‌های کاملاً Reactive با Spring Boot همراهی می‌کند. ما تنها به تئوری بسنده نمی‌کنیم؛ شما با ده‌ها مثال عملی، چالش‌های کدنویسی و در نهایت یک پروژه جامع، مفاهیم را به صورت عمیق درک کرده و یاد می‌گیرید که چگونه مشکلات دنیای واقعی را با این پارادایم حل کنید. تمرکز اصلی دوره بر روی کتابخانه قدرتمند Project Reactor (قلب تپنده Spring WebFlux) است و شما بر دو نوع اصلی جریان داده، یعنی Mono و Flux، تسلط کامل پیدا خواهید کرد.

موضوعات کلیدی که در این دوره فرا خواهید گرفت:

• مبانی و اصول برنامه‌نویسی واکنش‌گرا: درک عمیق مانیفست ری‌اکتیو و تفاوت آن با برنامه‌نویسی دستوری (Imperative).
• تسلط بر Project Reactor: کار با Mono و Flux برای مدیریت جریان‌های داده ناهمزمان (از صفر تا بی‌نهایت آیتم).
• اپراتورهای قدرتمند ری‌اکتیو: یادگیری ده‌ها اپراتور برای تبدیل، فیلتر، ترکیب و مدیریت خطا در استریم‌های داده.
• مدیریت Thread و همزمانی: درک کامل Schedulers و تفاوت حیاتی publishOn و subscribeOn برای کنترل اجرای کد.
• کنترل فشار (Backpressure): پیاده‌سازی استراتژی‌های هوشمند برای جلوگیری از سرریز شدن مصرف‌کننده داده.
• ساخت وب‌سرویس‌های Reactive با Spring WebFlux: توسعه REST APIهای پرسرعت به دو روش Annotation-based و Functional Endpoints.
• ارتباط Reactive با پایگاه‌داده: استفاده از R2DBC برای کار با دیتابیس‌های SQL و Reactive Spring Data برای دیتابیس‌های NoSQL مانند MongoDB.
• تست کدهای Reactive: یادگیری تکنیک‌های تست واحدهای ناهمزمان با ابزار قدرتمند StepVerifier.
• الگوهای پیشرفته: پیاده‌سازی الگوهایی مانند Retry, Caching و Circuit Breaker در دنیای Reactive.

این دوره برای چه کسانی مناسب است؟

• توسعه‌دهندگان جاوا (Java Developers): که می‌خواهند مهارت‌های خود را به‌روز کرده و برای چالش‌های مدرن آماده شوند.
• توسعه‌دهندگان بک‌اند (Backend Developers): که به دنبال ساخت سرویس‌های با توان عملیاتی بالا (High Throughput) و تاخیر کم (Low Latency) هستند.
• معماران نرم‌افزار (Software Architects): که قصد طراحی سیستم‌های مبتنی بر میکروسرویس‌های واکنش‌گرا و تاب‌آور را دارند.
• علاقه‌مندان به فریم‌ورک Spring: که می‌خواهند از مدل سنتی Spring MVC فراتر رفته و قدرت کامل Spring Boot 3+ را تجربه کنند.
• دانشجویان و فارغ‌التحصیلانی که می‌خواهند با یک مهارت کلیدی و پرتقاضا وارد بازار کار شوند.

چرا باید برنامه‌نویسی واکنش‌گرا را یاد بگیرید و این دوره را انتخاب کنید؟

• ساخت اپلیکیشن‌هایی با عملکرد فوق‌العاده: با مدل Non-Blocking I/O، منابع سیستم (CPU و حافظه) را به بهینه‌ترین شکل ممکن مصرف کرده و پاسخگویی سیستم خود را به شدت افزایش دهید.
• سادگی در مدیریت کدهای ناهمزمان: با استریم‌های داده و اپراتورهای گویا، از پیچیدگی کدهای مبتنی بر Callback و Futureها خلاص شوید و کدی خواناتر و قابل نگهداری‌تر بنویسید.
• آمادگی کامل برای معماری میکروسرویس: برنامه‌نویسی واکنش‌گرا زبان مشترک سیستم‌های توزیع‌شده مدرن است. این دانش برای ساخت میکروسرویس‌های کارآمد ضروری است.
• افزایش چشمگیر ارزش شما در بازار کار: تسلط بر Reactive Programming یک مهارت کمیاب و بسیار پرتقاضا در شرکت‌های بزرگ فناوری است و شما را از سایر توسعه‌دهندگان متمایز می‌کند.
• پروژه محور و کاملاً عملی: این دوره شما را با چالش‌های واقعی روبرو می‌کند تا پس از اتمام آن، اعتماد به نفس کافی برای استفاده از این تکنولوژی در پروژه‌های واقعی را داشته باشید.
• جامع‌ترین سرفصل آموزشی: با پوشش بیش از ۱۰۰ سرفصل، هیچ نکته‌ای ناگفته باقی نمی‌ماند و شما به یک متخصص تمام‌عیار در این حوزه تبدیل خواهید شد.

سرفصل‌های جامع دوره (بیش از 100 درس کاربردی)

این دوره با دقت طراحی شده تا شما را قدم به قدم در این مسیر جذاب راهنمایی کند. در ادامه نگاهی به بخشی از سرفصل‌های این دوره می‌اندازیم:

بخش ۱: مقدمات و مبانی برنامه‌نویسی واکنش‌گرا

• ۱. دنیای امروز نرم‌افزار و چالش‌های آن
• ۲. برنامه‌نویسی دستوری (Imperative) در مقابل اعلانی (Declarative)
• ۳. برنامه‌نویسی ناهمزمان (Asynchronous) چیست؟
• ۴. معرفی مانیفست ری‌اکتیو (The Reactive Manifesto)
• ۵. اصول چهارگانه: Responsive, Resilient, Elastic, Message Driven
• ۶. معرفی مشخصات استریم‌های ری‌اکتیو (Reactive Streams Specification)
• ۷. آشنایی با Publisher, Subscriber, Subscription و Processor
• ۸. مفهوم کلیدی Backpressure یا کنترل فشار
• ۹. معرفی Project Reactor به عنوان پیاده‌سازی Reactive Streams
• ۱۰. راه‌اندازی محیط توسعه (JDK, Maven/Gradle, IntelliJ IDEA)

بخش ۲: شیرجه عمیق در Project Reactor: Flux و Mono

• ۱۱. معرفی Flux: استریم داده با 0 تا N آیتم
• ۱۲. معرفی Mono: استریم داده با 0 یا 1 آیتم
• ۱۳. روش‌های ساخت یک Flux (just, fromIterable, fromStream, range)
• ۱۴. روش‌های ساخت یک Mono (just, empty, fromSupplier, error)
• ۱۵. تفاوت Eager و Lazy در ساخت استریم‌ها
• ۱۶. اولین اشتراک (Subscription): متد subscribe()
• ۱7. بررسی پارامترهای مختلف متد subscribe()
• ۱۸. آشنایی با کلاس `BaseSubscriber` برای کنترل دقیق‌تر
• ۱۹. مفهوم Cold Publisher در مقابل Hot Publisher
• ۲۰. تمرین عملی: ساخت اولین استریم‌های داده

بخش ۳: اپراتورها: قلب تپنده برنامه‌نویسی واکنش‌گرا

• ۲۱. اپراتورهای تبدیل (Transformation): `map` و `flatMap`
• ۲۲. تفاوت حیاتی `map` و `flatMap`
• ۲۳. اپراتور `flatMapSequential` و حفظ ترتیب
• ۲۴. اپراتورهای فیلتر (Filtering): `filter`, `distinct`, `take`, `skip`
• ۲۵. اپراتورهای ترکیب (Combining): `merge`, `concat`, `zip`, `zipWith`
• ۲۶. تفاوت `merge` و `concat` در همزمانی
• ۲۷. اپراتورهای کمکی (Utility): `doOnNext`, `doOnError`, `doOnSubscribe`, `doOnComplete`
• ۲۸. لاگ‌گیری در استریم‌های ری‌اکتیو با اپراتور `log()`
• ۲۹. اپراتور `handle` برای عملیات پیچیده‌تر
• ۳۰. تمرین عملی: زنجیر کردن اپراتورها برای حل یک مسئله

بخش ۴: مدیریت خطا (Error Handling)

• ۳۱. روش‌های مدیریت خطا در استریم‌های ری‌اکتیو
• ۳۲. اپراتور `onErrorReturn`: بازگرداندن یک مقدار پیش‌فرض
• ۳۳. اپراتور `onErrorResume`: جابجایی با یک استریم دیگر در زمان خطا
• ۳۴. اپراتور `onErrorMap`: تبدیل نوع Exception
• ۳۵. اپراتور `retry`: تلاش مجدد در صورت بروز خطا
• ۳۶. استراتژی `retryWhen` برای تلاش مجدد هوشمند
• ۳۷. استفاده از `block()` و `blockFirst()` و خطرات آن‌ها
• ۳۸. تمرین: ساخت یک پایپ‌لاین مقاوم در برابر خطا

بخش ۵: همزمانی و Threading در دنیای Reactive

• ۳۹. مدل Threading در سیستم‌های ری‌اکتیو
• ۴۰. معرفی Schedulers در Project Reactor
• ۴۱. انواع Scheduler: parallel, single, boundedElastic, immediate
• ۴۲. تفاوت کلیدی `subscribeOn` و `publishOn`
• ۴۳. تاثیر `subscribeOn` بر کل زنجیره (از بالا به پایین)
• ۴۴. تاثیر `publishOn` بر ادامه زنجیره (از پایین به بالا)
• ۴۵. استفاده همزمان از `subscribeOn` و `publishOn`
• ۴۶. دیباگ کردن کدهای چندنخی (Multi-threaded)
• ۴۷. تمرین: بهینه‌سازی یک عملیات I/O-bound با Schedulers

بخش ۶: پیاده‌سازی Backpressure

• ۴۸. چرا Backpressure حیاتی است؟ (مثال عملی)
• ۴۹. استراتژی‌های پیش‌فرض Backpressure
• ۵۰. استراتژی Buffer: بافر کردن آیتم‌ها
• ۵۱. استراتژی Drop: نادیده گرفتن آیتم‌های جدید
• ۵۲. استراتژی Latest: نگهداری آخرین آیتم
• ۵۳. استراتژی Error: پرتاب خطا در صورت سرریز
• ۵۴. پیاده‌سازی Backpressure با اپراتور `onBackpressure...`
• ۵۵. کنترل دستی درخواست‌ها با `limitRate()`

بخش ۷: ساخت وب‌سرویس با Spring WebFlux

• ۵۶. معرفی Spring WebFlux و تفاوت آن با Spring MVC
• ۵۷. راه‌اندازی اولین پروژه WebFlux با Spring Initializr
• ۵۸. مدل Annotation-based: کار با `RestController@` و `GetMapping@`
• ۵۹. بازگرداندن `Mono` و `Flux` از کنترلرها
• ۶۰. مدیریت PathVariable و RequestParam
• ۶۱. معرفی مدل Functional Endpoints: `RouterFunctions` و `HandlerFunctions`
• ۶۲. تعریف روت‌ها به روش تابعی
• ۶۳. مقایسه دو مدل و انتخاب بهترین روش
• ۶۴. مدیریت Body درخواست با `ServerRequest`
• ۶۵. ساخت پاسخ با `ServerResponse`
• ۶۶. اعتبارسنجی (Validation) در WebFlux
• ۶۷. مدیریت خطای سراسری با `WebExceptionHandler@`
• ۶۸. استفاده از WebClient برای فراخوانی سرویس‌های دیگر به صورت Reactive
• ۶۹. Server-Sent Events (SSE) با WebFlux

بخش ۸: کار با پایگاه‌داده به صورت Reactive

• ۷۰. معرفی R2DBC (Reactive Relational Database Connectivity)
• ۷۱. اتصال به دیتابیس PostgreSQL یا H2 با R2DBC
• ۷۲. کار با `DatabaseClient` برای اجرای کوئری‌های SQL
• ۷۳. استفاده از Spring Data R2DBC برای کار با Repository
• ۷۴. تعریف Entity و Repository ری‌اکتیو
• ۷۵. مدیریت تراکنش‌ها (Transactions) به صورت Reactive
• ۷۶. معرفی Spring Data Reactive MongoDB
• ۷۷. اتصال به MongoDB و تعریف `ReactiveMongoRepository`
• ۷۸. عملیات CRUD به صورت کاملاً Non-Blocking
• ۷۹. Tailable Cursors برای استریم داده‌ها از MongoDB

بخش ۹: تست اپلیکیشن‌های Reactive

• ۸۰. چالش‌های تست کدهای ناهمزمان
• ۸۱. معرفی `StepVerifier` برای تست `Mono` و `Flux`
• ۸۲. تست موفقیت‌آمیز یک استریم: `expectNext`, `expectComplete`
• ۸۳. تست خطا در استریم: `expectError`
• ۸۴. تست تعداد آیتم‌ها: `expectNextCount`
• ۸۵. استفاده از `StepVerifier.withVirtualTime` برای تست زمان
• ۸۶. تست کنترلرهای WebFlux با `WebTestClient`
• ۸۷. ارسال درخواست و اعتبارسنجی پاسخ به صورت Reactive

بخش ۱۰: مباحث پیشرفته و پروژه نهایی

• ۸۸. الگوی Retry و Circuit Breaker با Resilience4j
• ۸۹. پیاده‌سازی Caching برای نتایج `Mono` و `Flux`
• ۹۰. Context Propagation در استریم‌های ری‌اکتیو
• ۹۱. ادغام با سیستم‌های پیام‌رسان (Message Queue) مانند RabbitMQ/Kafka
• ۹۲. امنیت در Spring WebFlux با Spring Security
• ۹۳. فعال‌سازی `BlockHound` برای شناسایی کدهای Blocking
• ۹۴. مانیتورینگ اپلیکیشن‌های ری‌اکتیو با Micrometer و Actuator
• ۹۵. **پروژه پایانی: ساخت یک میکروسرویس مدیریت محصول**
• ۹۶. (پروژه) طراحی API و مدل داده
• ۹۷. (پروژه) پیاده‌سازی لایه Controller با WebFlux
• ۹۸. (پروژه) پیاده‌سازی لایه Service و Repository با R2DBC
• ۹۹. (پروژه) نوشتن تست‌های Unit و Integration
• ۱۰۰. (پروژه) جمع‌بندی و نکات نهایی برای ورود به دنیای واقعی Reactive