JavaScripti moodulite laadimine ja sõltuvuste lahendamine: ringimpordi käsitlemise valdamine

JavaScripti modulaarsus on kaasaegse veebiarenduse nurgakivi, mis võimaldab arendajatel organiseerida koodi korduvkasutatavateks ja hallatavateks üksusteks. Selle võimsusega kaasneb aga potentsiaalne lõks: ring-sõltuvused. Ring-sõltuvus tekib siis, kui kaks või enam moodulit sõltuvad üksteisest, luues tsükli. See võib põhjustada ootamatut käitumist, käitusvigu ning raskusi koodibaasi mõistmisel ja hooldamisel. See juhend pakub põhjalikku ülevaadet ring-sõltuvuste mõistmisest, tuvastamisest ja lahendamisest JavaScripti moodulites, hõlmates nii ES-mooduleid kui ka CommonJS-i.

JavaScripti moodulite mõistmine

Enne ring-sõltuvustesse süvenemist on oluline mõista JavaScripti moodulite põhitõdesid. Moodulid võimaldavad teil jaotada oma koodi väiksemateks, paremini hallatavateks failideks, edendades koodi korduvkasutust, ülesannete eraldamist ja paremat organiseerimist.

ES-moodulid (ECMAScripti moodulid)

ES-moodulid on kaasaegse JavaScripti standardne moodulisüsteem, mida toetavad enamik brausereid ja Node.js (algselt lipuga `--experimental-modules`, nüüd stabiilne). Nad kasutavad sõltuvuste defineerimiseks ja funktsionaalsuse paljastamiseks märksõnu import ja export.

Näide (moduleA.js):

            
// moduleA.js
export function doSomething() {
  return "Something from A";
}

            

              
                Copy
              
            
          

Näide (moduleB.js):

            
// moduleB.js
import { doSomething } from './moduleA.js';

export function doSomethingElse() {
  return doSomething() + " and something from B";
}

            

              
                Copy
              
            
          

CommonJS

CommonJS on vanem moodulisüsteem, mida kasutatakse peamiselt Node.js-is. See kasutab moodulite importimiseks funktsiooni require() ja funktsionaalsuse eksportimiseks objekti module.exports.

Näide (moduleA.js):

            
// moduleA.js
exports.doSomething = function() {
  return "Something from A";
};

            

              
                Copy
              
            
          

Näide (moduleB.js):

            
// moduleB.js
const moduleA = require('./moduleA.js');

exports.doSomethingElse = function() {
  return moduleA.doSomething() + " and something from B";
};

            

              
                Copy
              
            
          

Mis on ring-sõltuvused?

Ring-sõltuvus tekib siis, kui kaks või enam moodulit sõltuvad otseselt või kaudselt üksteisest. Kujutage ette kahte moodulit, moduleA ja moduleB. Kui moduleA impordib moduleB-st ja moduleB impordib ka moduleA-st, on teil ring-sõltuvus.

Näide (ES-moodulid - ring-sõltuvus):

moduleA.js:

            
// moduleA.js
import { moduleBFunction } from './moduleB.js';

export function moduleAFunction() {
  return "A " + moduleBFunction();
}

            

              
                Copy
              
            
          

moduleB.js:

            
// moduleB.js
import { moduleAFunction } from './moduleA.js';

export function moduleBFunction() {
  return "B " + moduleAFunction();
}

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites impordib moduleA moodulist moduleB funktsiooni moduleBFunction ja moduleB impordib moodulist moduleA funktsiooni moduleAFunction, luues ring-sõltuvuse.

Näide (CommonJS - ring-sõltuvus):

moduleA.js:

            
// moduleA.js
const moduleB = require('./moduleB.js');

exports.moduleAFunction = function() {
  return "A " + moduleB.moduleBFunction();
};

            

              
                Copy
              
            
          

moduleB.js:

            
// moduleB.js
const moduleA = require('./moduleA.js');

exports.moduleBFunction = function() {
  return "B " + moduleA.moduleAFunction();
};

            

              
                Copy
              
            
          

Miks on ring-sõltuvused problemaatilised?

Ring-sõltuvused võivad põhjustada mitmeid probleeme:

• Käitusvead: Mõnel juhul, eriti ES-moodulitega teatud keskkondades, võivad ring-sõltuvused põhjustada käitusvigu, kuna moodulid ei pruugi olla täielikult initsialiseeritud, kui neile juurde pääsetakse.
• Ootamatu käitumine: Moodulite laadimise ja täitmise järjekord võib muutuda ettearvamatuks, mis viib ootamatu käitumise ja raskesti silutavate vigadeni.
• Lõpmatud tsüklid: Rasketel juhtudel võivad ring-sõltuvused põhjustada lõpmatuid tsükleid, mis viivad teie rakenduse krahhini või hangumiseni.
• Koodi keerukus: Ring-sõltuvused muudavad moodulite vaheliste seoste mõistmise keerulisemaks, suurendades koodi keerukust ja muutes hoolduse raskemaks.
• Testimise raskused: Ring-sõltuvustega moodulite testimine võib olla keerulisem, kuna peate võib-olla mitut moodulit korraga mockima või stubbima.

Kuidas JavaScript ring-sõltuvusi käsitleb

JavaScripti moodulilaadijad (nii ES-moodulid kui ka CommonJS) püüavad ring-sõltuvustega toime tulla, kuid nende lähenemisviisid ja tulemuseks olev käitumine erinevad. Nende erinevuste mõistmine on tugeva ja ettearvatava koodi kirjutamiseks ülioluline.

ES-moodulite käsitlemine

ES-moodulid kasutavad "elava sidumise" lähenemist. See tähendab, et kui moodul ekspordib muutuja, ekspordib see *elava* viite sellele muutujale. Kui muutuja väärtus muutub eksportivas moodulis *pärast* seda, kui teine moodul on selle importinud, näeb importiv moodul uuendatud väärtust.

Kui tekib ring-sõltuvus, püüavad ES-moodulid importimised lahendada viisil, mis väldib lõpmatuid tsükleid. Kuid täitmise järjekord võib siiski olla ettearvamatu ja võite sattuda stsenaariumidesse, kus moodulile pääsetakse juurde enne, kui see on täielikult initsialiseeritud. See võib viia olukorrani, kus imporditud väärtus on undefined või sellele pole veel määratud kavandatud väärtust.

Näide (ES-moodulid - potentsiaalne probleem):

moduleA.js:

            
// moduleA.js
import { moduleBValue } from './moduleB.js';

export let moduleAValue = "A";

export function initializeModuleA() {
  moduleAValue = "A " + moduleBValue;
}

            

              
                Copy
              
            
          

moduleB.js:

            
// moduleB.js
import { moduleAValue, initializeModuleA } from './moduleA.js';

export let moduleBValue = "B " + moduleAValue;

initializeModuleA(); // Initsialiseeri moduleA pärast moduleB defineerimist

            

              
                Copy
              
            
          

Sellisel juhul, kui moduleB.js käivitatakse esimesena, võib moduleAValue olla undefined, kui moduleBValue initsialiseeritakse. Seejärel, pärast initializeModuleA() kutsumist, uuendatakse moduleAValue. See näitab potentsiaali ootamatuks käitumiseks täitmise järjekorra tõttu.

CommonJS-i käsitlemine

CommonJS käsitleb ring-sõltuvusi, tagastades osaliselt initsialiseeritud objekti, kui moodulit nõutakse rekursiivselt. Kui moodul kohtab laadimise ajal ring-sõltuvust, saab see teise mooduli exports-objekti *enne*, kui see moodul on oma täitmise lõpetanud. See võib viia olukordadeni, kus mõned nõutud mooduli omadused on undefined.

Näide (CommonJS - potentsiaalne probleem):

moduleA.js:

            
// moduleA.js
const moduleB = require('./moduleB.js');

exports.moduleAValue = "A";
exports.moduleAFunction = function() {
  return "A " + moduleB.moduleBValue;
};

            

              
                Copy
              
            
          

moduleB.js:

            
// moduleB.js
const moduleA = require('./moduleA.js');

exports.moduleBValue = "B " + moduleA.moduleAValue;
exports.moduleBFunction = function() {
  return "B " + moduleA.moduleAFunction();
};

            

              
                Copy
              
            
          

Selle stsenaariumi korral, kui moduleA.js nõuab moduleB.js-i, ei pruugi moduleA-i exports-objekt veel täielikult täidetud olla. Seetõttu, kui moduleBValue-le väärtust omistatakse, võib moduleA.moduleAValue olla undefined, mis viib ootamatu tulemuseni. Peamine erinevus ES-moodulitest on see, et CommonJS *ei kasuta* elavaid sidumisi. Kui väärtus on loetud, on see loetud ja hilisemad muudatused moduleA-s ei kajastu.

Ring-sõltuvuste tuvastamine

Ring-sõltuvuste varajane avastamine arendusprotsessis on potentsiaalsete probleemide ennetamiseks ülioluline. Siin on mitu meetodit nende tuvastamiseks:

Staatilise analüüsi tööriistad

Staatilise analüüsi tööriistad saavad teie koodi analüüsida ilma seda käivitamata ja tuvastada potentsiaalseid ring-sõltuvusi. Need tööriistad saavad teie koodi parsida ja ehitada sõltuvuste graafi, tuues esile kõik tsüklid. Populaarsed valikud hõlmavad:

• Madge: Käsurea tööriist JavaScripti moodulite sõltuvuste visualiseerimiseks ja analüüsimiseks. See suudab tuvastada ring-sõltuvusi ja genereerida sõltuvuste graafe.
• Dependency Cruiser: Veel üks käsurea tööriist, mis aitab teil analüüsida ja visualiseerida sõltuvusi oma JavaScripti projektides, sealhulgas ring-sõltuvuste tuvastamist.
• ESLint'i pluginad: On olemas ESLint'i pluginaid, mis on spetsiaalselt loodud ring-sõltuvuste tuvastamiseks. Neid pluginaid saab integreerida teie arendustöövoogu, et pakkuda reaalajas tagasisidet.

Näide (Madge'i kasutamine):

            
madge --circular ./src

            

              
                Copy
              
            
          

See käsk analüüsib koodi kataloogis ./src ja annab teada kõigist leitud ring-sõltuvustest.

Käitusaegne logimine

Võite lisada oma moodulitesse logimisavaldusi, et jälgida nende laadimise ja täitmise järjekorda. See võib aidata teil ring-sõltuvusi tuvastada, jälgides laadimisjärjestust. See on siiski manuaalne ja vigadele aldis protsess.

Näide (Käitusaegne logimine):

            
// moduleA.js
console.log('Laadin moduleA.js');
const moduleB = require('./moduleB.js');

exports.moduleAFunction = function() {
  console.log('Käivitan moduleAFunction');
  return "A " + moduleB.moduleBFunction();
};

            

              
                Copy
              
            
          

Koodiülevaatused

Hoolikad koodiülevaatused aitavad tuvastada potentsiaalseid ring-sõltuvusi enne nende koodibaasi lisamist. Pöörake tähelepanu import/require-avaldustele ja moodulite üldisele struktuurile.

Strateegiad ring-sõltuvuste lahendamiseks

Kui olete ring-sõltuvused tuvastanud, peate need potentsiaalsete probleemide vältimiseks lahendama. Siin on mitu strateegiat, mida saate kasutada:

1. Refaktoorimine: eelistatud lähenemisviis

Parim viis ring-sõltuvustega toimetulemiseks on koodi refaktoorimine, et need täielikult kõrvaldada. See hõlmab sageli teie moodulite struktuuri ja nende omavahelise suhtluse ümbermõtestamist. Siin on mõned levinud refaktoorimistehnikad:

• Jagatud funktsionaalsuse teisaldamine: Tuvastage kood, mis põhjustab ring-sõltuvust, ja teisaldage see eraldi moodulisse, millest kumbki algne moodul ei sõltu. See loob jagatud abimooduli.
• Moodulite ühendamine: Kui kaks moodulit on tihedalt seotud, kaaluge nende ühendamist üheks mooduliks. See võib kaotada vajaduse, et nad üksteisest sõltuksid.
• Sõltuvuste ümberpööramine: Rakendage sõltuvuste ümberpööramise põhimõtet, lisades abstraktsiooni (nt liidese või abstraktse klassi), millest mõlemad moodulid sõltuvad. See võimaldab neil suhelda üksteisega abstraktsiooni kaudu, murdes otsese sõltuvustsükli.

Näide (Jagatud funktsionaalsuse teisaldamine):

Selle asemel, et lasta moduleA-l ja moduleB-l üksteisest sõltuda, teisaldage jagatud funktsionaalsus utils-moodulisse.

utils.js:

            
// utils.js
export function sharedFunction() {
  return "Shared functionality";
}

            

              
                Copy
              
            
          

moduleA.js:

            
// moduleA.js
import { sharedFunction } from './utils.js';

export function moduleAFunction() {
  return "A " + sharedFunction();
}

            

              
                Copy
              
            
          

moduleB.js:

            
// moduleB.js
import { sharedFunction } from './utils.js';

export function moduleBFunction() {
  return "B " + sharedFunction();
}

            

              
                Copy
              
            
          

2. Laisk laadimine (tingimuslikud require-kutsed)

CommonJS-is saate mõnikord leevendada ring-sõltuvuste mõju, kasutades laiska laadimist. See hõlmab mooduli nõudmist ainult siis, kui seda tegelikult vaja on, mitte faili alguses. See võib mõnikord tsükli murda ja vigu vältida.

Oluline märkus: Kuigi laisk laadimine võib mõnikord toimida, ei ole see üldiselt soovitatav lahendus. See võib muuta teie koodi raskemini mõistetavaks ja hooldatavaks ning ei lahenda ring-sõltuvuste alusprobleemi.

Näide (CommonJS - laisk laadimine):

moduleA.js:

            
// moduleA.js
let moduleB = null;

exports.moduleAFunction = function() {
  if (!moduleB) {
    moduleB = require('./moduleB.js'); // Laisk laadimine
  }
  return "A " + moduleB.moduleBFunction();
};

            

              
                Copy
              
            
          

moduleB.js:

            
// moduleB.js
const moduleA = require('./moduleA.js');

exports.moduleBFunction = function() {
  return "B " + moduleA.moduleAFunction();
};

            

              
                Copy
              
            
          

3. Eksportige väärtuste asemel funktsioone (ES-moodulid - mõnikord)

ES-moodulite puhul, kui ring-sõltuvus hõlmab ainult väärtusi, võib mõnikord aidata funktsiooni eksportimine, mis *tagastab* väärtuse. Kuna funktsiooni ei hinnata kohe, võib selle tagastatav väärtus olla saadaval, kui see lõpuks välja kutsutakse.

Jällegi, see ei ole täielik lahendus, vaid pigem möödapääs teatud olukordades.

Näide (ES-moodulid - funktsioonide eksportimine):

moduleA.js:

            
// moduleA.js
import { getModuleBValue } from './moduleB.js';

export let moduleAValue = "A";

export function moduleAFunction() {
  return "A " + getModuleBValue();
}

            

              
                Copy
              
            
          

moduleB.js:

            
// moduleB.js
import { moduleAValue } from './moduleA.js';

let moduleBValue = "B " + moduleAValue;

export function getModuleBValue() {
  return moduleBValue;
}

            

              
                Copy
              
            
          

Parimad praktikad ring-sõltuvuste vältimiseks

Ring-sõltuvuste ennetamine on alati parem kui nende parandamine pärast nende tekkimist. Siin on mõned parimad praktikad, mida järgida:

• Planeerige oma arhitektuur: Planeerige hoolikalt oma rakenduse arhitektuuri ja seda, kuidas moodulid omavahel suhtlevad. Hästi kavandatud arhitektuur võib oluliselt vähendada ring-sõltuvuste tõenäosust.
• Järgige ühtse vastutuse põhimõtet: Veenduge, et igal moodulil on selge ja täpselt määratletud vastutus. See vähendab võimalust, et moodulid peavad sõltuma üksteisest mitteseotud funktsionaalsuse osas.
• Kasutage sõltuvuste süstimist (Dependency Injection): Sõltuvuste süstimine aitab mooduleid lahti siduda, pakkudes sõltuvusi väljastpoolt, selle asemel et neid otse nõuda. See muudab sõltuvuste haldamise ja tsüklite vältimise lihtsamaks.
• Eelistage kompositsiooni pärimisele: Kompositsioon (objektide kombineerimine liideste kaudu) viib sageli paindlikuma ja vähem tihedalt seotud koodini kui pärimine, mis võib vähendada ring-sõltuvuste riski.
• Analüüsige regulaarselt oma koodi: Kasutage staatilise analüüsi tööriistu, et regulaarselt kontrollida ring-sõltuvusi. See võimaldab teil need varakult arendusprotsessis kinni püüda, enne kui need probleeme tekitavad.
• Suhelge oma meeskonnaga: Arutage moodulite sõltuvusi ja potentsiaalseid ring-sõltuvusi oma meeskonnaga, et tagada, et kõik on teadlikud riskidest ja sellest, kuidas neid vältida.

Ring-sõltuvused erinevates keskkondades

Ring-sõltuvuste käitumine võib varieeruda sõltuvalt keskkonnast, kus teie kood töötab. Siin on lühike ülevaade sellest, kuidas erinevad keskkonnad neid käsitlevad:

• Node.js (CommonJS): Node.js kasutab CommonJS moodulisüsteemi ja käsitleb ring-sõltuvusi, nagu eelnevalt kirjeldatud, pakkudes osaliselt initsialiseeritud exports-objekti.
• Brauserid (ES-moodulid): Kaasaegsed brauserid toetavad ES-mooduleid natiivselt. Ring-sõltuvuste käitumine brauserites võib olla keerulisem ja sõltub konkreetsest brauseri implementatsioonist. Üldiselt püüavad nad sõltuvused lahendada, kuid võite kohata käitusvigu, kui moodulitele pääsetakse juurde enne nende täielikku initsialiseerimist.
• Pakkijad (Webpack, Parcel, Rollup): Pakkijad nagu Webpack, Parcel ja Rollup kasutavad ring-sõltuvuste käsitlemiseks tavaliselt tehnikate kombinatsiooni, sealhulgas staatilist analüüsi, mooduligraafi optimeerimist ja käitusaegseid kontrolle. Nad annavad sageli hoiatusi või vigu, kui ring-sõltuvused tuvastatakse.

Kokkuvõte

Ring-sõltuvused on JavaScripti arenduses tavaline väljakutse, kuid mõistes, kuidas need tekivad, kuidas JavaScript nendega toime tuleb ja milliseid strateegiaid saate nende lahendamiseks kasutada, saate kirjutada robustsemat, hooldatavamat ja ettearvatavamat koodi. Pidage meeles, et ring-sõltuvuste kõrvaldamiseks on alati eelistatud lähenemisviis refaktoorimine. Kasutage staatilise analüüsi tööriistu, järgige parimaid praktikaid ja suhelge oma meeskonnaga, et vältida ring-sõltuvuste hiilimist oma koodibaasi.

Valdades moodulite laadimist ja sõltuvuste lahendamist, olete hästi varustatud keerukate ja skaleeritavate JavaScripti rakenduste ehitamiseks, mida on lihtne mõista, testida ja hooldada. Eelistage alati puhtaid, hästi defineeritud moodulite piire ja püüdke saavutada sõltuvuste graaf, mis on atsükliline ja kergesti mõistetav.