إتقان أدوات المولد المتزامن في JavaScript: أدوات دفق للتطوير الحديث

توفر أدوات المولد المتزامن في JavaScript، التي تم تقديمها في ES2023، أدوات قوية وبديهية للعمل مع تدفقات البيانات غير المتزامنة. تعمل هذه الأدوات على تبسيط مهام معالجة البيانات الشائعة، مما يجعل التعليمات البرمجية الخاصة بك أكثر قابلية للقراءة والصيانة والكفاءة. يستكشف هذا الدليل الشامل هذه الأدوات، ويقدم أمثلة عملية ورؤى للمطورين من جميع المستويات.

ما هي المولدات غير المتزامنة والمكررات غير المتزامنة؟

قبل الخوض في الأدوات، دعنا نلخص بإيجاز المولدات غير المتزامنة والمكررات غير المتزامنة. المولد غير المتزامن هو دالة يمكنها إيقاف التنفيذ مؤقتًا وإخراج قيم غير متزامنة. تقوم بإرجاع مكرر غير متزامن، والذي يوفر طريقة للتكرار غير المتزامن عبر تلك القيم.

إليك مثال أساسي:

            
async function* generateNumbers(max) {
  for (let i = 0; i < max; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 500)); // Simulate async operation
    yield i;
  }
}

async function main() {
  const numberStream = generateNumbers(5);

  for await (const number of numberStream) {
    console.log(number); // Output: 0, 1, 2, 3, 4 (with delays)
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، `generateNumbers` هي دالة مولد غير متزامن. تقوم بإخراج أرقام من 0 إلى `max` (حصريًا)، مع تأخير 500 مللي ثانية بين كل إخراج. تتكرر حلقة `for await...of` عبر المكرر غير المتزامن الذي تم إرجاعه بواسطة `generateNumbers`.

تقديم أدوات المولد غير المتزامن

تعمل أدوات المولد غير المتزامن على توسيع وظائف المكررات غير المتزامنة، وتقديم طرق لتحويل وتصفية والتحكم في تدفق البيانات داخل التدفقات غير المتزامنة. تم تصميم هذه الأدوات لتكون قابلة للتركيب، مما يسمح لك بربط العمليات معًا لإنشاء مسارات معالجة بيانات معقدة.

أدوات المولد غير المتزامن الرئيسية هي:

• `AsyncIterator.prototype.filter(predicate)`: لإنشاء مكرر غير متزامن جديد ينتج فقط القيم التي تُرجع الدالة `predicate` قيمة صحيحة لها.
• `AsyncIterator.prototype.map(transform)`: لإنشاء مكرر غير متزامن جديد ينتج نتائج استدعاء الدالة `transform` على كل قيمة.
• `AsyncIterator.prototype.take(limit)`: لإنشاء مكرر غير متزامن جديد ينتج فقط أول `limit` قيمة.
• `AsyncIterator.prototype.drop(amount)`: لإنشاء مكرر غير متزامن جديد يتخطى أول `amount` قيمة.
• `AsyncIterator.prototype.forEach(callback)`: لتنفيذ دالة معينة مرة واحدة لكل قيمة من المكرر غير المتزامن. هذه عملية نهائية (تستهلك المكرر).
• `AsyncIterator.prototype.toArray()`: لتجميع جميع القيم من المكرر غير المتزامن في مصفوفة. هذه عملية نهائية.
• `AsyncIterator.prototype.reduce(reducer, initialValue)`: لتطبيق دالة على مُجمِّع وكل قيمة من قيم المكرر غير المتزامن لتقليلها إلى قيمة واحدة. هذه عملية نهائية.
• `AsyncIterator.from(iterable)`: لإنشاء مكرر غير متزامن من تكرار متزامن أو تكرار غير متزامن آخر.

أمثلة عملية

دعنا نستكشف هذه الأدوات بأمثلة عملية.

تصفية البيانات باستخدام `filter()`

لنفترض أن لديك مولدًا غير متزامن ينتج دفقًا من قراءات المستشعرات، وتريد تصفية القراءات التي تقل عن حد معين.

            
async function* getSensorReadings() {
  // Simulate fetching sensor data from a remote source
  yield 20;
  yield 15;
  yield 25;
  yield 10;
  yield 30;
}

async function main() {
  const readings = getSensorReadings();
  const filteredReadings = readings.filter(reading => reading >= 20);

  for await (const reading of filteredReadings) {
    console.log(reading); // Output: 20, 25, 30
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

تقوم أداة `filter()` بإنشاء مكرر غير متزامن جديد ينتج فقط القراءات الأكبر من أو تساوي 20.

تحويل البيانات باستخدام `map()`

لنفترض أن لديك مولدًا غير متزامن ينتج قيم درجة الحرارة بالدرجة المئوية، وتريد تحويلها إلى فهرنهايت.

            
async function* getCelsiusTemperatures() {
  yield 0;
  yield 10;
  yield 20;
  yield 30;
}

async function main() {
  const celsiusTemperatures = getCelsiusTemperatures();
  const fahrenheitTemperatures = celsiusTemperatures.map(celsius => (celsius * 9/5) + 32);

  for await (const fahrenheit of fahrenheitTemperatures) {
    console.log(fahrenheit); // Output: 32, 50, 68, 86
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

تطبق أداة `map()` دالة التحويل من مئوية إلى فهرنهايت على كل قيمة درجة حرارة.

تحديد البيانات باستخدام `take()`

إذا كنت تحتاج فقط إلى عدد محدد من القيم من مولد غير متزامن، فيمكنك استخدام أداة `take()`.

            
async function* getLogEntries() {
  // Simulate reading log entries from a file
  yield 'Log entry 1';
  yield 'Log entry 2';
  yield 'Log entry 3';
  yield 'Log entry 4';
  yield 'Log entry 5';
}

async function main() {
  const logEntries = getLogEntries();
  const firstThreeEntries = logEntries.take(3);

  for await (const entry of firstThreeEntries) {
    console.log(entry); // Output: Log entry 1, Log entry 2, Log entry 3
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

تحدد أداة `take(3)` الإخراج لأول ثلاثة إدخالات سجل.

تخطي البيانات باستخدام `drop()`

تسمح لك أداة `drop()` بتخطي عدد محدد من القيم من بداية مكرر غير متزامن.

            
async function* getItems() {
  yield 'Item 1';
  yield 'Item 2';
  yield 'Item 3';
  yield 'Item 4';
  yield 'Item 5';
}

async function main() {
  const items = getItems();
  const remainingItems = items.drop(2);

  for await (const item of remainingItems) {
    console.log(item); // Output: Item 3, Item 4, Item 5
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

تتخطى أداة `drop(2)` أول عنصرين.

تنفيذ تأثيرات جانبية باستخدام `forEach()`

تسمح لك أداة `forEach()` بتنفيذ دالة رد نداء لكل عنصر في المكرر غير المتزامن. من المهم أن تتذكر أن هذه عملية نهائية؛ بعد استدعاء `forEach`، يتم استهلاك المكرر.

            
async function* getDataPoints() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
}

async function main() {
  const dataPoints = getDataPoints();

  await dataPoints.forEach(dataPoint => {
    console.log(`Processing data point: ${dataPoint}`);
  });

  // The iterator is now consumed.
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

تجميع القيم في مصفوفة باستخدام `toArray()`

تجمع أداة `toArray()` جميع القيم من المكرر غير المتزامن في مصفوفة. هذه عملية نهائية أخرى.

            
async function* getFruits() {
  yield 'apple';
  yield 'banana';
  yield 'orange';
}

async function main() {
  const fruits = getFruits();
  const fruitArray = await fruits.toArray();

  console.log(fruitArray); // Output: ['apple', 'banana', 'orange']
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

تقليل القيم إلى نتيجة واحدة باستخدام `reduce()`

تطبق أداة `reduce()` دالة على مُجمِّع وكل قيمة من قيم المكرر غير المتزامن لتقليلها إلى قيمة واحدة. هذه عملية نهائية.

            
async function* getNumbers() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
  yield 4;
}

async function main() {
  const numbers = getNumbers();
  const sum = await numbers.reduce((accumulator, currentValue) => accumulator + currentValue, 0);

  console.log(sum); // Output: 10
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

إنشاء مكررات غير متزامنة من تكرارات موجودة باستخدام `from()`

تسمح لك أداة `from()` بإنشاء مكرر غير متزامن بسهولة من تكرار متزامن (مثل مصفوفة) أو تكرار غير متزامن آخر.

            
async function main() {
  const syncArray = [1, 2, 3];
  const asyncIteratorFromArray = AsyncIterator.from(syncArray);

  for await (const number of asyncIteratorFromArray) {
    console.log(number); // Output: 1, 2, 3
  }

  async function* asyncGenerator() {
    yield 4;
    yield 5;
    yield 6;
  }

  const asyncIteratorFromGenerator = AsyncIterator.from(asyncGenerator());

  for await (const number of asyncIteratorFromGenerator) {
    console.log(number); // Output: 4, 5, 6
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

تكوين أدوات المولد غير المتزامن

تكمن القوة الحقيقية لأدوات المولد غير المتزامن في قابليتها للتكوين. يمكنك ربط أدوات متعددة معًا لإنشاء مسارات معالجة بيانات معقدة.

على سبيل المثال، لنفترض أنك تريد جلب بيانات المستخدم من واجهة برمجة تطبيقات، وتصفية المستخدمين غير النشطين، ثم استخراج عناوين بريدهم الإلكتروني.

            
async function* fetchUsers() {
  // Simulate fetching user data from an API
  yield { id: 1, name: 'Alice', email: 'alice@example.com', active: true };
  yield { id: 2, name: 'Bob', email: 'bob@example.com', active: false };
  yield { id: 3, name: 'Charlie', email: 'charlie@example.com', active: true };
  yield { id: 4, name: 'David', email: 'david@example.com', active: false };
}

async function main() {
  const users = fetchUsers();

  const activeUserEmails = users
    .filter(user => user.active)
    .map(user => user.email);

  for await (const email of activeUserEmails) {
    console.log(email); // Output: alice@example.com, charlie@example.com
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

يربط هذا المثال `filter()` و `map()` لمعالجة دفق بيانات المستخدم بكفاءة.

معالجة الأخطاء

من المهم معالجة الأخطاء بشكل صحيح عند العمل مع أدوات المولد غير المتزامن. يمكنك استخدام كتل `try...catch` للقبض على الاستثناءات التي يتم طرحها داخل المولد أو وظائف الأدوات.

            
async function* generateData() {
  yield 1;
  yield 2;
  throw new Error('Something went wrong!');
  yield 3;
}

async function main() {
  const dataStream = generateData();

  try {
    for await (const data of dataStream) {
      console.log(data);
    }
  } catch (error) {
    console.error(`Error: ${error.message}`);
  }
}

main();

            

              
                Copy
              
            
          

حالات الاستخدام والتطبيق العالمي

تعد أدوات المولد غير المتزامن قابلة للتطبيق في مجموعة واسعة من السيناريوهات، خاصة عند التعامل مع مجموعات البيانات الكبيرة أو مصادر البيانات غير المتزامنة. فيما يلي بعض الأمثلة:

• معالجة البيانات في الوقت الفعلي: معالجة بيانات التدفق من أجهزة إنترنت الأشياء أو الأسواق المالية. على سبيل المثال، يمكن لنظام يراقب جودة الهواء في المدن في جميع أنحاء العالم استخدام أدوات المولد غير المتزامن لتصفية القراءات الخاطئة وحساب المتوسطات المتحركة.
• مسارات استيعاب البيانات: تحويل البيانات والتحقق من صحتها أثناء استيعابها من مصادر مختلفة إلى قاعدة بيانات. تخيل منصة تجارة إلكترونية عالمية تستخدم هذه الأدوات لتعقيم وتوحيد أوصاف المنتجات من مختلف البائعين.
• معالجة الملفات الكبيرة: قراءة ومعالجة الملفات الكبيرة في أجزاء دون تحميل الملف بأكمله في الذاكرة. يمكن للمشروع الذي يحلل بيانات المناخ العالمية المخزنة في ملفات CSV ضخمة أن يستفيد من ذلك.
• ترقيم واجهة برمجة التطبيقات: التعامل مع استجابات واجهة برمجة التطبيقات المرقمة بكفاءة. يمكن لأداة تحليل الوسائط الاجتماعية التي تجلب بيانات من منصات متعددة مع مخططات ترقيم مختلفة الاستفادة من أدوات المولد غير المتزامن لتبسيط العملية.
• أحداث يتم إرسالها من الخادم (SSE) ومقابس الويب: إدارة تدفقات البيانات في الوقت الفعلي من الخوادم. يمكن لخدمة ترجمة مباشرة تتلقى نصًا من متحدث بلغة واحدة وتقوم ببث النص المترجم للمستخدمين على مستوى العالم استخدام هذه الأدوات.

أفضل الممارسات

• فهم تدفق البيانات: تصور كيفية تدفق البيانات عبر مسارات المولد غير المتزامن لتحسين الأداء.
• التعامل مع الأخطاء بأمان: تنفيذ معالجة قوية للأخطاء لمنع أعطال التطبيقات غير المتوقعة.
• استخدام الأدوات المناسبة: اختر الأدوات الأنسب لاحتياجات معالجة البيانات الخاصة بك. تجنب سلاسل الأدوات المعقدة بشكل مفرط عندما توجد حلول أبسط.
• الاختبار بدقة: اكتب اختبارات الوحدة للتأكد من أن مسارات المولد غير المتزامن تعمل بشكل صحيح. انتبه بشكل خاص للحالات الطرفية وشروط الخطأ.
• ضع في اعتبارك الأداء: على الرغم من أن أدوات المولد غير المتزامن توفر قابلية قراءة محسنة، كن على دراية بالآثار المحتملة على الأداء عند التعامل مع مجموعات بيانات كبيرة للغاية. قم بقياس التعليمات البرمجية الخاصة بك وتحسينها حسب الحاجة.

بدائل

في حين أن أدوات المولد غير المتزامن توفر طريقة ملائمة للعمل مع التدفقات غير المتزامنة، توجد مكتبات وأساليب بديلة:

• RxJS (Reactive Extensions for JavaScript): مكتبة قوية للبرمجة التفاعلية توفر مجموعة غنية من العوامل لتحويل وتكوين تدفقات البيانات غير المتزامنة. RxJS أكثر تعقيدًا من أدوات المولد غير المتزامن ولكنه يوفر مرونة وتحكمًا أكبر.
• Highland.js: مكتبة أخرى لمعالجة التدفقات لـ JavaScript، توفر أسلوبًا أكثر وظيفية للعمل مع البيانات غير المتزامنة.
• حلقات `for await...of` التقليدية: يمكنك تحقيق نتائج مماثلة باستخدام حلقات `for await...of` التقليدية مع منطق معالجة البيانات اليدوي. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي هذا النهج إلى تعليمات برمجية أكثر إسهابًا وأقل قابلية للصيانة.

الخلاصة

توفر أدوات المولد غير المتزامن في JavaScript طريقة قوية وأنيقة للعمل مع تدفقات البيانات غير المتزامنة. من خلال فهم هذه الأدوات وقابليتها للتكوين، يمكنك كتابة تعليمات برمجية أكثر قابلية للقراءة والصيانة والكفاءة لمجموعة واسعة من التطبيقات. إن تبني أدوات الدفق الحديثة هذه سيمكنك من معالجة تحديات معالجة البيانات المعقدة بثقة وتعزيز مهاراتك في تطوير JavaScript في عالم اليوم الديناميكي والمتصل عالميًا.