كائنات JavaScript Proxy لمعالجة البيانات المتقدمة

توفر كائنات JavaScript Proxy آلية قوية لاعتراض وتخصيص عمليات الكائنات الأساسية. إنها تمكنك من ممارسة تحكم دقيق في كيفية الوصول إلى الكائنات وتعديلها وحتى إنشائها. تفتح هذه القدرة الأبواب أمام تقنيات متقدمة في التحقق من صحة البيانات، والمحاكاة الافتراضية للكائنات، وتحسين الأداء، والمزيد. تتعمق هذه المقالة في عالم JavaScript Proxies، وتستكشف قدراتها وحالات استخدامها وتطبيقها العملي. سنقدم أمثلة قابلة للتطبيق في سيناريوهات متنوعة يواجهها المطورون العالميون.

ما هو كائن JavaScript Proxy؟

في جوهره، كائن Proxy هو غلاف حول كائن آخر (الهدف). يعترض الـ Proxy العمليات التي يتم إجراؤها على الكائن الهدف، مما يسمح لك بتحديد سلوك مخصص لهذه التفاعلات. يتم تحقيق هذا الاعتراض من خلال كائن معالج (handler)، والذي يحتوي على دوال (تسمى الفخاخ أو traps) تحدد كيفية التعامل مع عمليات محددة.

خذ بعين الاعتبار التشبيه التالي: تخيل أن لديك لوحة ثمينة. بدلاً من عرضها مباشرة، تضعها خلف شاشة أمان (الـ Proxy). تحتوي الشاشة على مستشعرات (الفخاخ) تكتشف عندما يحاول شخص ما لمس اللوحة أو تحريكها أو حتى النظر إليها. بناءً على إدخال المستشعر، يمكن للشاشة بعد ذلك تحديد الإجراء الذي يجب اتخاذه – ربما السماح بالتفاعل، أو تسجيله، أو حتى رفضه تمامًا.

المفاهيم الأساسية:

• الهدف (Target): الكائن الأصلي الذي يغلفه الـ Proxy.
• المعالج (Handler): كائن يحتوي على دوال (فخاخ) تحدد السلوك المخصص للعمليات المعترضة.
• الفخاخ (Traps): دوال داخل كائن المعالج تعترض عمليات محددة، مثل الحصول على خاصية أو تعيينها.

إنشاء كائن Proxy

يمكنك إنشاء كائن Proxy باستخدام المُنشئ Proxy()، الذي يأخذ وسيطين:

1. الكائن الهدف.
2. كائن المعالج.

إليك مثال أساسي:

const target = {
  name: 'John Doe',
  age: 30
};

const handler = {
  get: function(target, property, receiver) {
    console.log(`الحصول على الخاصية: ${property}`);
    return Reflect.get(target, property, receiver);
  }
};

const proxy = new Proxy(target, handler);

console.log(proxy.name); // المخرج: الحصول على الخاصية: name
                         //         John Doe

في هذا المثال، يتم تعريف الفخ get في المعالج. كلما حاولت الوصول إلى خاصية في كائن proxy، يتم استدعاء الفخ get. تُستخدم دالة Reflect.get() لإعادة توجيه العملية إلى الكائن الهدف، مما يضمن الحفاظ على السلوك الافتراضي.

فخاخ Proxy الشائعة

يمكن أن يحتوي كائن المعالج على فخاخ متنوعة، كل منها يعترض عملية كائن محددة. إليك بعض أكثر الفخاخ شيوعًا:

• get(target, property, receiver): يعترض الوصول إلى الخصائص (مثل obj.property).
• set(target, property, value, receiver): يعترض تعيين الخصائص (مثل obj.property = value).
• has(target, property): يعترض عامل in (مثل 'property' in obj).
• deleteProperty(target, property): يعترض عامل delete (مثل delete obj.property).
• apply(target, thisArg, argumentsList): يعترض استدعاءات الدوال (ينطبق فقط عندما يكون الهدف دالة).
• construct(target, argumentsList, newTarget): يعترض عامل new (ينطبق فقط عندما يكون الهدف دالة مُنشئة).
• getPrototypeOf(target): يعترض استدعاءات Object.getPrototypeOf().
• setPrototypeOf(target, prototype): يعترض استدعاءات Object.setPrototypeOf().
• isExtensible(target): يعترض استدعاءات Object.isExtensible().
• preventExtensions(target): يعترض استدعاءات Object.preventExtensions().
• getOwnPropertyDescriptor(target, property): يعترض استدعاءات Object.getOwnPropertyDescriptor().
• defineProperty(target, property, descriptor): يعترض استدعاءات Object.defineProperty().
• ownKeys(target): يعترض استدعاءات Object.getOwnPropertyNames() و Object.getOwnPropertySymbols().

حالات الاستخدام والأمثلة العملية

توفر كائنات Proxy مجموعة واسعة من التطبيقات في سيناريوهات مختلفة. دعنا نستكشف بعض حالات الاستخدام الأكثر شيوعًا مع أمثلة عملية:

1. التحقق من صحة البيانات

يمكنك استخدام كائنات Proxy لفرض قواعد التحقق من صحة البيانات عند تعيين الخصائص. هذا يضمن أن البيانات المخزنة في كائناتك صالحة دائمًا، مما يمنع الأخطاء ويحسن من سلامة البيانات.

const validator = {
  set: function(target, property, value) {
    if (property === 'age') {
      if (!Number.isInteger(value)) {
        throw new TypeError('يجب أن يكون العمر عددًا صحيحًا');
      }
      if (value < 0) {
        throw new RangeError('يجب أن يكون العمر رقمًا غير سالب');
      }
    }

    // استمر في تعيين الخاصية
    target[property] = value;
    return true; // للإشارة إلى النجاح
  }
};

const person = new Proxy({}, validator);

try {
  person.age = 25.5; // يطلق خطأ TypeError
} catch (e) {
  console.error(e);
}

try {
  person.age = -5;   // يطلق خطأ RangeError
} catch (e) {
  console.error(e);
}

person.age = 30;   // يعمل بشكل جيد
console.log(person.age); // المخرج: 30

في هذا المثال، يتحقق الفخ set من صحة خاصية age قبل السماح بتعيينها. إذا لم تكن القيمة عددًا صحيحًا أو كانت سالبة، يتم إطلاق خطأ.

منظور عالمي: هذا مفيد بشكل خاص في التطبيقات التي تتعامل مع مدخلات المستخدم من مناطق متنوعة حيث قد تختلف طرق تمثيل العمر. على سبيل المثال، قد تتضمن بعض الثقافات سنوات كسرية للأطفال الصغار جدًا، بينما تقرب ثقافات أخرى دائمًا إلى أقرب عدد صحيح. يمكن تكييف منطق التحقق لاستيعاب هذه الاختلافات الإقليمية مع ضمان اتساق البيانات.

2. المحاكاة الافتراضية للكائنات

يمكن استخدام كائنات Proxy لإنشاء كائنات افتراضية لا تقوم بتحميل البيانات إلا عند الحاجة إليها فعليًا. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين الأداء بشكل كبير، خاصة عند التعامل مع مجموعات بيانات كبيرة أو عمليات تستهلك موارد كثيفة. هذا شكل من أشكال التحميل الكسول (lazy loading).

const userDatabase = {
  getUserData: function(userId) {
    // محاكاة جلب البيانات من قاعدة بيانات
    console.log(`جاري جلب بيانات المستخدم للمعرف: ${userId}`);
    return {
      id: userId,
      name: `User ${userId}`,
      email: `user${userId}@example.com`
    };
  }
};

const userProxyHandler = {
  get: function(target, property) {
    if (!target.userData) {
      target.userData = userDatabase.getUserData(target.userId);
    }
    return target.userData[property];
  }
};

function createUserProxy(userId) {
  return new Proxy({ userId: userId }, userProxyHandler);
}

const user = createUserProxy(123);

console.log(user.name);  // المخرج: جاري جلب بيانات المستخدم للمعرف: 123
                         //         User 123
console.log(user.email); // المخرج: user123@example.com

في هذا المثال، يعترض userProxyHandler الوصول إلى الخصائص. في المرة الأولى التي يتم فيها الوصول إلى خاصية في كائن user، يتم استدعاء دالة getUserData لجلب بيانات المستخدم. ستستخدم عمليات الوصول اللاحقة إلى الخصائص الأخرى البيانات التي تم جلبها بالفعل.

منظور عالمي: هذا التحسين حاسم للتطبيقات التي تخدم المستخدمين في جميع أنحاء العالم حيث يمكن أن يؤثر زمن استجابة الشبكة وقيود النطاق الترددي بشكل كبير على أوقات التحميل. يضمن تحميل البيانات الضرورية فقط عند الطلب تجربة أكثر استجابة وسهولة في الاستخدام، بغض النظر عن موقع المستخدم.

3. التسجيل وتصحيح الأخطاء

يمكن استخدام كائنات Proxy لتسجيل تفاعلات الكائنات لأغراض تصحيح الأخطاء. يمكن أن يكون هذا مفيدًا للغاية في تتبع الأخطاء وفهم سلوك الكود الخاص بك.

const logHandler = {
  get: function(target, property, receiver) {
    console.log(`GET ${property}`);
    return Reflect.get(target, property, receiver);
  },
  set: function(target, property, value, receiver) {
    console.log(`SET ${property} = ${value}`);
    return Reflect.set(target, property, value, receiver);
  }
};

const myObject = { a: 1, b: 2 };
const loggedObject = new Proxy(myObject, logHandler);

console.log(loggedObject.a);  // المخرج: GET a
                            //         1
loggedObject.b = 5;         // المخرج: SET b = 5
console.log(myObject.b);    // المخرج: 5 (تم تعديل الكائن الأصلي)

يسجل هذا المثال كل وصول إلى الخصائص وتعديلها، مما يوفر تتبعًا مفصلاً لتفاعلات الكائن. يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل خاص في التطبيقات المعقدة حيث يصعب تتبع مصدر الأخطاء.

منظور عالمي: عند تصحيح أخطاء التطبيقات المستخدمة في مناطق زمنية مختلفة، يعد التسجيل بطوابع زمنية دقيقة أمرًا ضروريًا. يمكن دمج كائنات Proxy مع المكتبات التي تتعامل مع تحويلات المناطق الزمنية، مما يضمن أن تكون إدخالات السجل متسقة وسهلة التحليل، بغض النظر عن الموقع الجغرافي للمستخدم.

4. التحكم في الوصول

يمكن استخدام كائنات Proxy لتقييد الوصول إلى خصائص أو دوال معينة في الكائن. هذا مفيد لتنفيذ تدابير أمنية أو فرض معايير الترميز.

const secretData = {
  sensitiveInfo: 'هذه بيانات سرية'
};

const accessControlHandler = {
  get: function(target, property) {
    if (property === 'sensitiveInfo') {
      // السماح بالوصول فقط إذا كان المستخدم مصادقًا عليه
      if (!isAuthenticated()) {
        return 'الوصول مرفوض';
      }
    }
    return target[property];
  }
};

function isAuthenticated() {
  // استبدل بمنطق المصادقة الخاص بك
  return false; // أو true بناءً على مصادقة المستخدم
}

const securedData = new Proxy(secretData, accessControlHandler);

console.log(securedData.sensitiveInfo); // المخرج: الوصول مرفوض (إذا لم يتم المصادقة عليه)

// محاكاة المصادقة (استبدل بمنطق المصادقة الفعلي)
function isAuthenticated() {
  return true;
}

console.log(securedData.sensitiveInfo); // المخرج: هذه بيانات سرية (إذا تمت المصادقة)

يسمح هذا المثال بالوصول إلى خاصية sensitiveInfo فقط إذا تمت مصادقة المستخدم.

منظور عالمي: يعد التحكم في الوصول أمرًا بالغ الأهمية في التطبيقات التي تتعامل مع البيانات الحساسة امتثالاً للوائح دولية مختلفة مثل GDPR (أوروبا) و CCPA (كاليفورنيا) وغيرها. يمكن أن تفرض كائنات Proxy سياسات وصول إلى البيانات خاصة بالمنطقة، مما يضمن التعامل مع بيانات المستخدم بمسؤولية ووفقًا للقوانين المحلية.

5. عدم القابلية للتغيير (Immutability)

يمكن استخدام كائنات Proxy لإنشاء كائنات غير قابلة للتغيير، مما يمنع التعديلات العرضية. هذا مفيد بشكل خاص في نماذج البرمجة الوظيفية حيث تحظى عدم قابلية تغيير البيانات بقيمة عالية.

function deepFreeze(obj) {
  if (typeof obj !== 'object' || obj === null) {
    return obj;
  }

  const handler = {
    set: function(target, property, value) {
      throw new Error('لا يمكن تعديل كائن غير قابل للتغيير');
    },
    deleteProperty: function(target, property) {
      throw new Error('لا يمكن حذف خاصية من كائن غير قابل للتغيير');
    },
    setPrototypeOf: function(target, prototype) {
      throw new Error('لا يمكن تعيين النموذج الأولي لكائن غير قابل للتغيير');
    }
  };

  const proxy = new Proxy(obj, handler);

  // تجميد الكائنات المتداخلة بشكل تعاودي
  for (const key in obj) {
    if (obj.hasOwnProperty(key)) {
      obj[key] = deepFreeze(obj[key]);
    }
  }

  return proxy;
}

const immutableObject = deepFreeze({ a: 1, b: { c: 2 } });

try {
  immutableObject.a = 5; // يطلق خطأ Error
} catch (e) {
  console.error(e);
}

try {
  immutableObject.b.c = 10; // يطلق خطأ Error (لأن b مجمد أيضًا)
} catch (e) {
  console.error(e);
}

ينشئ هذا المثال كائنًا غير قابل للتغيير بعمق، مما يمنع أي تعديلات على خصائصه أو نموذجه الأولي.

6. القيم الافتراضية للخصائص المفقودة

يمكن أن توفر كائنات Proxy قيمًا افتراضية عند محاولة الوصول إلى خاصية غير موجودة في الكائن الهدف. يمكن أن يبسط هذا الكود الخاص بك عن طريق تجنب الحاجة إلى التحقق باستمرار من الخصائص غير المعرفة.

const defaultValues = {
  name: 'غير معروف',
  age: 0,
  country: 'غير معروف'
};

const defaultHandler = {
  get: function(target, property) {
    if (property in target) {
      return target[property];
    } else if (property in defaultValues) {
      console.log(`استخدام القيمة الافتراضية للخاصية ${property}`);
      return defaultValues[property];
    } else {
      return undefined;
    }
  }
};

const myObject = { name: 'Alice' };
const proxiedObject = new Proxy(myObject, defaultHandler);

console.log(proxiedObject.name);    // المخرج: Alice
console.log(proxiedObject.age);     // المخرج: استخدام القيمة الافتراضية للخاصية age
                                  //         0
console.log(proxiedObject.city);    // المخرج: undefined (لا توجد قيمة افتراضية)

يوضح هذا المثال كيفية إرجاع قيم افتراضية عندما لا يتم العثور على خاصية في الكائن الأصلي.

اعتبارات الأداء

بينما توفر كائنات Proxy مرونة وقوة كبيرة، من المهم أن تكون على دراية بتأثيرها المحتمل على الأداء. يؤدي اعتراض عمليات الكائنات باستخدام الفخاخ إلى عبء إضافي يمكن أن يؤثر على الأداء، خاصة في التطبيقات الحرجة من حيث الأداء.

إليك بعض النصائح لتحسين أداء Proxy:

• قلل عدد الفخاخ: حدد فقط الفخاخ للعمليات التي تحتاج فعليًا إلى اعتراضها.
• حافظ على خفة الفخاخ: تجنب العمليات المعقدة أو المكلفة حسابيًا داخل فخاخك.
• خزن النتائج مؤقتًا (Caching): إذا كان الفخ يقوم بعملية حسابية، فخزن النتيجة لتجنب تكرار الحساب في الاستدعاءات اللاحقة.
• فكر في حلول بديلة: إذا كان الأداء حرجًا وكانت فوائد استخدام Proxy هامشية، ففكر في حلول بديلة قد تكون أكثر أداءً.

توافق المتصفحات

كائنات JavaScript Proxy مدعومة في جميع المتصفحات الحديثة، بما في ذلك Chrome و Firefox و Safari و Edge. ومع ذلك، لا تدعم المتصفحات القديمة (مثل Internet Explorer) كائنات Proxy. عند التطوير لجمهور عالمي، من المهم مراعاة توافق المتصفحات وتوفير آليات بديلة للمتصفحات القديمة إذا لزم الأمر.

يمكنك استخدام اكتشاف الميزات للتحقق مما إذا كانت كائنات Proxy مدعومة في متصفح المستخدم:

if (typeof Proxy === 'undefined') {
  // Proxy غير مدعوم
  console.log('كائنات Proxy غير مدعومة في هذا المتصفح');
  // قم بتنفيذ آلية بديلة
}

بدائل كائنات Proxy

بينما تقدم كائنات Proxy مجموعة فريدة من الإمكانيات، هناك طرق بديلة يمكن استخدامها لتحقيق نتائج مماثلة في بعض السيناريوهات.

• Object.defineProperty(): يسمح لك بتحديد دوال `get` و `set` مخصصة للخصائص الفردية.
• الوراثة (Inheritance): يمكنك إنشاء فئة فرعية من كائن وتجاوز دوالها لتخصيص سلوكها.
• أنماط التصميم (Design patterns): يمكن استخدام أنماط مثل نمط الديكور (Decorator pattern) لإضافة وظائف إلى الكائنات ديناميكيًا.

يعتمد اختيار النهج الذي سيتم استخدامه على المتطلبات المحددة لتطبيقك ومستوى التحكم الذي تحتاجه على تفاعلات الكائن.

الخاتمة

تُعد كائنات JavaScript Proxy أداة قوية لمعالجة البيانات المتقدمة، حيث توفر تحكمًا دقيقًا في عمليات الكائنات. إنها تمكنك من تنفيذ التحقق من صحة البيانات، والمحاكاة الافتراضية للكائنات، والتسجيل، والتحكم في الوصول، والمزيد. من خلال فهم قدرات كائنات Proxy وتأثيراتها المحتملة على الأداء، يمكنك الاستفادة منها لإنشاء تطبيقات أكثر مرونة وكفاءة وقوة لجمهور عالمي. بينما يعد فهم قيود الأداء أمرًا بالغ الأهمية، فإن الاستخدام الاستراتيجي لـ Proxies يمكن أن يؤدي إلى تحسينات كبيرة في قابلية صيانة الكود وهيكلية التطبيق بشكل عام.