منظم مساعد التكرار غير المتزامن في JavaScript: تنسيق تدفق غير متزامن

البرمجة غير المتزامنة أساسية لتطوير JavaScript الحديث، خاصةً عند التعامل مع عمليات الإدخال/الإخراج وطلبات الشبكة وتدفقات البيانات في الوقت الفعلي. قدم إدخال المُكررات غير المتزامنة والمولدات غير المتزامنة في ECMAScript 2018 أدوات قوية للتعامل مع تسلسلات البيانات غير المتزامنة. بناءً على هذا الأساس، يقدم مساعدو التكرار غير المتزامنين نهجًا مبسطًا لتنسيق هذه التدفقات وتحويلها. يستكشف هذا الدليل الشامل كيفية استخدام هؤلاء المساعدين لتنسيق تدفقات البيانات غير المتزامنة المعقدة بشكل فعال.

فهم المُكررات غير المتزامنة والمولدات غير المتزامنة

قبل الغوص في مساعدي التكرار غير المتزامنين، من الضروري فهم المفاهيم الأساسية:

المُكررات غير المتزامنة

المُكرر غير المتزامن هو كائن يتوافق مع بروتوكول المُكرر، ولكن مع إرجاع طريقة next() Promise. يسمح هذا باسترجاع القيم من التسلسل بشكل غير متزامن. يمكّنك المُكرر غير المتزامن من التكرار فوق البيانات التي تصل بشكل غير متزامن، مثل البيانات من قاعدة بيانات أو تدفق شبكة. فكر فيه مثل حزام ناقل لا يسلم العنصر التالي إلا عندما يكون جاهزًا، ويتم الإشارة إليه من خلال قرار Promise.

مثال:

ضع في اعتبارك جلب البيانات من واجهة برمجة تطبيقات مُرحّلة:

            
async function* fetchPaginatedData(url) {
  let nextPageUrl = url;

  while (nextPageUrl) {
    const response = await fetch(nextPageUrl);
    const data = await response.json();

    for (const item of data.items) {
      yield item;
    }

    nextPageUrl = data.next_page_url;
  }
}

// Usage
const dataStream = fetchPaginatedData('https://api.example.com/data?page=1');

for await (const item of dataStream) {
  console.log(item);
}

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، fetchPaginatedData هي دالة مولد غير متزامن. تجلب البيانات صفحة بصفحة وتنتج كل عنصر على حدة. تستهلك حلقة for await...of المُكرر غير المتزامن، وتعالج كل عنصر بمجرد توفره.

المولدات غير المتزامنة

المولدات غير المتزامنة هي دوال مُعلنة باستخدام بناء جملة async function*. تتيح لك إنتاج سلسلة من القيم بشكل غير متزامن باستخدام الكلمة الأساسية yield. يؤدي كل بيان yield إلى إيقاف تنفيذ الدالة مؤقتًا حتى يتم استهلاك القيمة المُنتجة بواسطة المُكرر. هذا أمر بالغ الأهمية للتعامل مع العمليات التي تستغرق وقتًا، مثل طلبات الشبكة أو العمليات الحسابية المعقدة. المولدات غير المتزامنة هي الطريقة الأكثر شيوعًا لإنشاء مُكررات غير متزامنة.

مثال: (مستمر من الأعلى)

الدالة fetchPaginatedData هي مولد غير متزامن. تجلب البيانات بشكل غير متزامن من واجهة برمجة تطبيقات، وتعالجها، وتنتج عناصر فردية. يضمن استخدام await جلب كل صفحة من البيانات بالكامل قبل معالجتها. النقطة الرئيسية هي الكلمة الأساسية yield، التي تجعل هذه الدالة مولدًا غير متزامن.

تقديم مساعدي التكرار غير المتزامنين

مساعدو التكرار غير المتزامنين عبارة عن مجموعة من الأساليب التي توفر طريقة وظيفية وإعلانية لمعالجة المُكررات غير المتزامنة. أنها توفر أدوات قوية لتصفية وتعيين وتقليل واستهلاك تدفقات البيانات غير المتزامنة. تم تصميم هؤلاء المساعدين بحيث تكون قابلة للتسلسل، مما يسمح لك بإنشاء خطوط أنابيب بيانات معقدة بسهولة. وهي تشبه أساليب الصفائف مثل map و filter و reduce، ولكنها تعمل على البيانات غير المتزامنة.

مساعدو التكرار غير المتزامنين الرئيسيون:

• map: يحول كل قيمة في التدفق.
• filter: يختار القيم التي تفي بشرط معين.
• take: يحد من عدد القيم المأخوذة من التدفق.
• drop: يتخطى عددًا محددًا من القيم.
• toArray: يجمع كل القيم في مصفوفة.
• forEach: ينفذ دالة لكل قيمة (للتأثيرات الجانبية).
• reduce: يراكم قيمة واحدة من التدفق.
• some: يتحقق مما إذا كانت قيمة واحدة على الأقل تفي بشرط.
• every: يتحقق مما إذا كانت جميع القيم تفي بشرط.
• find: يرجع القيمة الأولى التي تفي بشرط.
• flatMap: يعين كل قيمة إلى مُكرر غير متزامن ويسطح النتيجة.

هؤلاء المساعدون غير متوفرين بعد بشكل أصلي في جميع بيئات JavaScript. ومع ذلك، يمكنك استخدام polyfill أو مكتبة مثل core-js أو تنفيذها بنفسك.

تنسيق التدفقات غير المتزامنة باستخدام المساعدين

تكمن القوة الحقيقية لمساعدي التكرار غير المتزامنين في قدرتهم على تنسيق تدفقات البيانات غير المتزامنة المعقدة. من خلال ربط هؤلاء المساعدين معًا، يمكنك إنشاء خطوط أنابيب معالجة بيانات متطورة يمكن قراءتها وصيانتها.

مثال: تحويل البيانات وتصفيتها

تخيل أن لديك تدفق بيانات مستخدمين من قاعدة بيانات، وتريد تصفية المستخدمين غير النشطين وتحويل بياناتهم إلى تنسيق مبسط.

            
async function* fetchUsers() {
  // Simulate fetching users from a database
  const users = [
    { id: 1, name: 'Alice', isActive: true,  country: 'USA' },
    { id: 2, name: 'Bob',   isActive: false, country: 'Canada' },
    { id: 3, name: 'Charlie', isActive: true,  country: 'UK' },
    { id: 4, name: 'David',   isActive: true,  country: 'Germany' }
  ];

  for (const user of users) {
    yield user;
  }
}

async function processUsers() {
  const userStream = fetchUsers();

  const processedUsers = userStream
    .filter(async user => user.isActive)
    .map(async user => ({
      id: user.id,
      name: user.name,
      location: user.country
    }));

  for await (const user of processedUsers) {
    console.log(user);
  }
}

processUsers();

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، نقوم أولاً بجلب المستخدمين من قاعدة البيانات (تمت محاكاته هنا). بعد ذلك، نستخدم filter لتحديد المستخدمين النشطين فقط و map لتحويل بياناتهم إلى تنسيق أبسط. يحتوي التدفق الناتج، processedUsers، على البيانات المعالجة فقط للمستخدمين النشطين.

مثال: تجميع البيانات

لنفترض أن لديك تدفقًا لبيانات المعاملات وتريد حساب إجمالي مبلغ المعاملة.

            
async function* fetchTransactions() {
  // Simulate fetching transactions
  const transactions = [
    { id: 1, amount: 100, currency: 'USD' },
    { id: 2, amount: 200, currency: 'EUR' },
    { id: 3, amount: 50,  currency: 'USD' },
    { id: 4, amount: 150, currency: 'GBP' }
  ];

  for (const transaction of transactions) {
    yield transaction;
  }
}

async function calculateTotalAmount() {
  const transactionStream = fetchTransactions();

  const totalAmount = await transactionStream.reduce(async (acc, transaction) => {
    // Simulate currency conversion to USD
    const convertedAmount = await convertToUSD(transaction.amount, transaction.currency);
    return acc + convertedAmount;
  }, 0);

  console.log('Total Amount (USD):', totalAmount);
}

async function convertToUSD(amount, currency) {
  // Simulate currency conversion (replace with a real API call)
  const exchangeRates = {
    'USD': 1,
    'EUR': 1.1,
    'GBP': 1.3
  };

  return amount * exchangeRates[currency];
}

calculateTotalAmount();

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، نستخدم reduce لتجميع إجمالي مبلغ المعاملة. تحاكي الدالة convertToUSD تحويل العملة (ستستخدم عادةً استدعاء واجهة برمجة تطبيقات حقيقي لتحويل العملات في بيئة الإنتاج). يوضح هذا كيف يمكن استخدام مساعدي التكرار غير المتزامنين لإجراء تجميعات معقدة على تدفقات البيانات غير المتزامنة.

مثال: التعامل مع الأخطاء وعمليات إعادة المحاولة

عند العمل مع العمليات غير المتزامنة، من الضروري التعامل مع الأخطاء بشكل سليم. يمكنك استخدام مساعدي التكرار غير المتزامنين بالاقتران مع تقنيات معالجة الأخطاء لإنشاء خطوط أنابيب بيانات قوية.

            
async function* fetchDataWithRetries(url, maxRetries = 3) {
  for (let attempt = 1; attempt <= maxRetries; attempt++) {
    try {
      const response = await fetch(url);
      if (!response.ok) {
        throw new Error(`HTTP error! status: ${response.status}`);
      }
      const data = await response.json();
      yield data;
      return; // Success, exit the loop
    } catch (error) {
      console.error(`Attempt ${attempt} failed: ${error.message}`);
      if (attempt === maxRetries) {
        throw error; // Re-throw the error if all retries failed
      }
      await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 1000)); // Wait before retrying
    }
  }
}

async function processData() {
  const dataStream = fetchDataWithRetries('https://api.example.com/unreliable_data');

  try {
    for await (const data of dataStream) {
      console.log('Data:', data);
    }
  } catch (error) {
    console.error('Failed to fetch data after multiple retries:', error.message);
  }
}

processData();

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، تحاول الدالة fetchDataWithRetries جلب البيانات من عنوان URL، وإعادة المحاولة حتى maxRetries مرة إذا حدث خطأ. يوضح هذا كيفية بناء المرونة في تدفقات البيانات غير المتزامنة. يمكنك بعد ذلك معالجة تدفق البيانات هذا بشكل أكبر باستخدام مساعدي التكرار غير المتزامنين.

اعتبارات عملية وأفضل الممارسات

عند العمل مع مساعدي التكرار غير المتزامنين، ضع في اعتبارك الأمور التالية:

• معالجة الأخطاء: تعامل دائمًا مع الأخطاء بشكل مناسب لمنع تعطل تطبيقك. استخدم كتل try...catch وفكر في استخدام مكتبات أو برامج وسيطة لمعالجة الأخطاء.
• إدارة الموارد: تأكد من أنك تدير الموارد بشكل صحيح، مثل إغلاق الاتصالات بقواعد البيانات أو تدفقات الشبكة، لمنع تسرب الذاكرة.
• التزامن: كن على دراية بآثار التزامن في التعليمات البرمجية الخاصة بك. تجنب حظر الخيط الرئيسي واستخدم العمليات غير المتزامنة للحفاظ على استجابة تطبيقك.
• الضغط الراجع: ضع في اعتبارك احتمالية الضغط الراجع، حيث يُنشئ منتج البيانات بيانات أسرع مما يمكن للمستهلك معالجتها. قم بتنفيذ استراتيجيات للتعامل مع الضغط الراجع، مثل التخزين المؤقت أو الاختناق.
• Polyfills: نظرًا لأن مساعدي التكرار غير المتزامنين غير مدعومين عالميًا بعد، استخدم polyfills أو المكتبات مثل core-js لضمان التوافق عبر البيئات المختلفة.
• الأداء: في حين أن مساعدي التكرار غير المتزامنين يوفرون طريقة مريحة وقابلة للقراءة لمعالجة البيانات غير المتزامنة، كن على دراية بالأداء. بالنسبة لمجموعات البيانات الكبيرة جدًا أو التطبيقات التي تعتمد على الأداء، ضع في اعتبارك الأساليب البديلة مثل استخدام التدفقات مباشرة.
• إمكانية القراءة: في حين أن سلاسل مساعدي التكرار غير المتزامنين المعقدة يمكن أن تكون قوية، قم بإعطاء الأولوية لإمكانية القراءة. قم بتقسيم العمليات المعقدة إلى دوال أصغر ومُسماة جيدًا أو استخدم التعليقات لشرح الغرض من كل خطوة.

حالات الاستخدام والأمثلة الواقعية

ينطبق مساعدو التكرار غير المتزامنين في مجموعة واسعة من السيناريوهات:

• معالجة البيانات في الوقت الفعلي: معالجة تدفقات البيانات في الوقت الفعلي من مصادر مثل خلاصات الوسائط الاجتماعية أو الأسواق المالية. يمكنك استخدام مساعدي التكرار غير المتزامنين لتصفية البيانات وتحويلها وتجميعها في الوقت الفعلي.
• خطوط أنابيب البيانات: بناء خطوط أنابيب البيانات لعمليات ETL (الاستخراج والتحويل والتحميل). يمكنك استخدام مساعدي التكرار غير المتزامنين لاستخراج البيانات من مصادر مختلفة، وتحويلها إلى تنسيق متناسق، وتحميلها في مستودع بيانات.
• اتصال الخدمات المصغرة: التعامل مع الاتصال غير المتزامن بين الخدمات المصغرة. يمكنك استخدام مساعدي التكرار غير المتزامنين لمعالجة الرسائل من قوائم انتظار الرسائل أو تدفقات الأحداث.
• تطبيقات إنترنت الأشياء: معالجة البيانات من أجهزة إنترنت الأشياء. يمكنك استخدام مساعدي التكرار غير المتزامنين لتصفية بيانات المستشعر وتجميعها وتحليلها.
• تطوير الألعاب: التعامل مع أحداث اللعبة غير المتزامنة وتحديثات البيانات. يمكنك استخدام مساعدي التكرار غير المتزامنين لإدارة حالة اللعبة وتفاعلات المستخدم.

مثال: معالجة بيانات المؤشر الاقتصادي للأسهم

تخيل أنك تتلقى تدفقًا لبيانات المؤشر الاقتصادي للأسهم من واجهة برمجة تطبيقات مالية. يمكنك استخدام مساعدي التكرار غير المتزامنين للتصفية لأسهم معينة، وحساب المتوسطات المتحركة، وتشغيل التنبيهات بناءً على شروط معينة.

            
async function* fetchStockTickerData() {
  // Simulate fetching stock ticker data
  const stockData = [
    { symbol: 'AAPL', price: 150.25 },
    { symbol: 'GOOG', price: 2700.50 },
    { symbol: 'MSFT', price: 300.75 },
    { symbol: 'AAPL', price: 150.50 },
    { symbol: 'GOOG', price: 2701.00 },
    { symbol: 'MSFT', price: 301.00 }
  ];

  for (const data of stockData) {
    yield data;
  }
}

async function processStockData() {
  const stockStream = fetchStockTickerData();

  const appleData = stockStream
    .filter(async data => data.symbol === 'AAPL')
    .map(async data => ({
      symbol: data.symbol,
      price: data.price,
      timestamp: new Date()
    }));

  for await (const data of appleData) {
    console.log('Apple Data:', data);
  }
}

processStockData();

            

              
                Copy
              
            
          

خاتمة

يوفر مساعدو التكرار غير المتزامنين طريقة قوية وأنيقة لتنسيق تدفقات البيانات غير المتزامنة في JavaScript. من خلال الاستفادة من هؤلاء المساعدين، يمكنك إنشاء خطوط أنابيب معالجة بيانات معقدة يمكن قراءتها وصيانتها. أصبحت البرمجة غير المتزامنة ذات أهمية متزايدة في تطوير JavaScript الحديث، ومساعدو التكرار غير المتزامنين هم أداة قيمة لإدارة تدفقات البيانات غير المتزامنة بفعالية. من خلال فهم المفاهيم الأساسية واتباع أفضل الممارسات، يمكنك فتح الإمكانات الكاملة لمساعدي التكرار غير المتزامنين وبناء تطبيقات قوية وقابلة للتطوير.

مع تطور نظام JavaScript البيئي، توقع المزيد من التحسينات واعتمادًا أوسع لمساعدي التكرار غير المتزامنين، مما يجعلها جزءًا أساسيًا من مجموعة أدوات كل مطور JavaScript. احتضن هذه الأدوات والتقنيات لبناء تطبيقات أكثر كفاءة واستجابة وموثوقية في عالم اليوم غير المتزامن.

رؤى قابلة للتنفيذ:

• ابدأ في استخدام المُكررات غير المتزامنة والمولدات غير المتزامنة في التعليمات البرمجية غير المتزامنة الخاصة بك.
• جرب مساعدي التكرار غير المتزامنين لتحويل ومعالجة تدفقات البيانات.
• فكر في استخدام polyfill أو مكتبة مثل core-js لتوفير توافق أوسع.
• ركز على معالجة الأخطاء وإدارة الموارد عند العمل مع العمليات غير المتزامنة.
• اقسم العمليات المعقدة إلى خطوات أصغر وأكثر قابلية للإدارة.

من خلال إتقان مساعدي التكرار غير المتزامنين، يمكنك تحسين قدرتك بشكل كبير على التعامل مع تدفقات البيانات غير المتزامنة وبناء تطبيقات JavaScript أكثر تطورًا وقابلية للتطوير. تذكر أن تعطي الأولوية لإمكانية القراءة والصيانة والأداء عند تصميم خطوط أنابيب البيانات غير المتزامنة الخاصة بك.