ترکیب‌پذیری پلاگین‌های سیستم ساخت فرانت‌اند: معماری توسعه ابزارهای ساخت

در چشم‌انداز همواره در حال تحول توسعه فرانت‌اند، سیستم‌های ساخت (build systems) نقش حیاتی در بهینه‌سازی و ساده‌سازی فرآیند توسعه ایفا می‌کنند. این سیستم‌ها، مانند وب‌پک (Webpack)، رول‌آپ (Rollup) و پارسل (Parcel)، وظایفی مانند باندل کردن (bundling)، ترنسپایل (transpilation)، کوچک‌سازی (minification) و بهینه‌سازی را خودکار می‌کنند. یکی از ویژگی‌های کلیدی این ابزارهای ساخت، قابلیت توسعه‌پذیری آن‌ها از طریق پلاگین‌ها است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد فرآیند ساخت را متناسب با نیازهای خاص پروژه خود سفارشی‌سازی کنند. این مقاله به بررسی معماری پلاگین‌های ابزارهای ساخت فرانت‌اند می‌پردازد و تکنیک‌های مختلف ترکیب‌پذیری و بهترین شیوه‌ها برای توسعه این سیستم‌ها را مورد کاوش قرار می‌دهد.

درک نقش سیستم‌های ساخت در توسعه فرانت‌اند

سیستم‌های ساخت فرانت‌اند برای گردش‌کارهای توسعه وب مدرن ضروری هستند. آن‌ها چندین چالش را برطرف می‌کنند، از جمله:

• باندل کردن ماژول‌ها (Module Bundling): ترکیب چندین فایل جاوا اسکریپت، CSS و سایر فایل‌های دارایی (asset) در تعداد کمتری باندل برای بارگذاری بهینه در مرورگر.
• ترنسپایل (Transpilation): تبدیل کد جاوا اسکریپت مدرن (ES6+) یا تایپ اسکریپت به جاوا اسکریپت سازگار با مرورگرها (ES5).
• کوچک‌سازی و بهینه‌سازی (Minification and Optimization): کاهش حجم کد و دارایی‌ها با حذف فضاهای خالی، کوتاه کردن نام متغیرها و اعمال سایر تکنیک‌های بهینه‌سازی.
• مدیریت دارایی‌ها (Asset Management): مدیریت تصاویر، فونت‌ها و سایر دارایی‌های استاتیک، شامل وظایفی مانند بهینه‌سازی تصاویر و هش کردن فایل‌ها برای مقابله با کش (cache busting).
• تقسیم کد (Code Splitting): تقسیم کد برنامه به قطعات کوچکتر که می‌توانند در صورت نیاز بارگذاری شوند و زمان بارگذاری اولیه را بهبود بخشند.
• جایگزینی داغ ماژول (Hot Module Replacement - HMR): فعال کردن به‌روزرسانی‌های زنده در مرورگر در حین توسعه بدون نیاز به بارگذاری مجدد کامل صفحه.

سیستم‌های ساخت محبوب عبارتند از:

• وب‌پک (Webpack): یک باندلر بسیار قابل تنظیم و چندمنظوره که به خاطر اکوسیستم وسیع پلاگین‌هایش شناخته می‌شود.
• رول‌آپ (Rollup): یک باندلر ماژول که عمدتاً بر روی ایجاد کتابخانه‌ها و باندل‌های کوچکتر با قابلیت‌های tree-shaking تمرکز دارد.
• پارسل (Parcel): یک باندلر بدون نیاز به پیکربندی (zero-configuration) که هدف آن ارائه یک تجربه توسعه ساده و بصری است.
• esbuild: یک باندلر و کوچک‌ساز جاوا اسکریپت بسیار سریع که با زبان Go نوشته شده است.

معماری پلاگین در سیستم‌های ساخت فرانت‌اند

سیستم‌های ساخت فرانت‌اند با یک معماری پلاگین طراحی شده‌اند که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد عملکرد آن‌ها را گسترش دهند. پلاگین‌ها ماژول‌های مستقلی هستند که به فرآیند ساخت متصل می‌شوند (hook) و آن را مطابق با هدف خاص خود تغییر می‌دهند. این ماژولار بودن به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا سیستم ساخت را بدون تغییر در کد اصلی سفارشی‌سازی کنند.

ساختار کلی یک پلاگین شامل موارد زیر است:

1. ثبت پلاگین (Plugin Registration): پلاگین در سیستم ساخت ثبت می‌شود، معمولاً از طریق فایل پیکربندی سیستم ساخت.
2. اتصال به رویدادهای ساخت (Hooking into Build Events): پلاگین در رویدادها یا هوک‌های خاصی در طول فرآیند ساخت اشتراک (subscribe) می‌کند.
3. تغییر فرآیند ساخت (Modifying the Build Process): هنگامی که یک رویداد مشترک شده فعال می‌شود، پلاگین کد خود را اجرا کرده و فرآیند ساخت را در صورت نیاز تغییر می‌دهد. این می‌تواند شامل تبدیل فایل‌ها، افزودن دارایی‌های جدید یا تغییر پیکربندی ساخت باشد.

معماری پلاگین وب‌پک

معماری پلاگین وب‌پک بر اساس اشیاء Compiler و Compilation است. Compiler کل فرآیند ساخت را نشان می‌دهد، در حالی که Compilation یک ساخت منفرد از برنامه را نمایندگی می‌کند. پلاگین‌ها با اتصال به هوک‌های مختلفی که توسط این اشیاء ارائه می‌شوند، با آن‌ها تعامل دارند.

هوک‌های کلیدی وب‌پک عبارتند از:

• environment: زمانی فراخوانی می‌شود که محیط وب‌پک در حال راه‌اندازی است.
• afterEnvironment: پس از راه‌اندازی محیط وب‌پک فراخوانی می‌شود.
• entryOption: زمانی که گزینه ورودی (entry) در حال پردازش است، فراخوانی می‌شود.
• beforeRun: قبل از شروع فرآیند ساخت فراخوانی می‌شود.
• run: زمانی که فرآیند ساخت شروع می‌شود، فراخوانی می‌شود.
• compilation: زمانی که یک کامپایل جدید ایجاد می‌شود، فراخوانی می‌شود.
• make: در طول فرآیند کامپایل برای ایجاد ماژول‌ها فراخوانی می‌شود.
• optimize: در مرحله بهینه‌سازی فراخوانی می‌شود.
• emit: قبل از اینکه وب‌پک دارایی‌های نهایی را خروجی دهد، فراخوانی می‌شود.
• afterEmit: پس از اینکه وب‌پک دارایی‌های نهایی را خروجی داد، فراخوانی می‌شود.
• done: زمانی که فرآیند ساخت کامل می‌شود، فراخوانی می‌شود.
• failed: زمانی که فرآیند ساخت با شکست مواجه می‌شود، فراخوانی می‌شود.

یک پلاگین ساده وب‌پک ممکن است به این شکل باشد:

class MyWebpackPlugin {
  apply(compiler) {
    compiler.hooks.emit.tapAsync('MyWebpackPlugin', (compilation, callback) => {
      // در اینجا شیء کامپایل را تغییر دهید
      console.log('دارایی‌ها در آستانه خروجی گرفتن هستند!');
      callback();
    });
  }
}

module.exports = MyWebpackPlugin;

معماری پلاگین رول‌آپ

معماری پلاگین رول‌آپ بر اساس مجموعه‌ای از هوک‌های چرخه حیات (lifecycle hooks) است که پلاگین‌ها می‌توانند آن‌ها را پیاده‌سازی کنند. این هوک‌ها به پلاگین‌ها اجازه می‌دهند تا فرآیند ساخت را در مراحل مختلف رهگیری و تغییر دهند.

هوک‌های کلیدی رول‌آپ عبارتند از:

• options: قبل از شروع فرآیند ساخت توسط رول‌آپ فراخوانی می‌شود و به پلاگین‌ها اجازه می‌دهد گزینه‌های رول‌آپ را تغییر دهند.
• buildStart: زمانی که رول‌آپ فرآیند ساخت را شروع می‌کند، فراخوانی می‌شود.
• resolveId: برای هر دستور import به منظور حل کردن شناسه ماژول (module ID) فراخوانی می‌شود.
• load: برای بارگذاری محتوای ماژول فراخوانی می‌شود.
• transform: برای تبدیل محتوای ماژول فراخوانی می‌شود.
• buildEnd: زمانی که فرآیند ساخت به پایان می‌رسد، فراخوانی می‌شود.
• generateBundle: قبل از اینکه رول‌آپ باندل نهایی را تولید کند، فراخوانی می‌شود.
• writeBundle: پس از اینکه رول‌آپ باندل نهایی را نوشت، فراخوانی می‌شود.

یک پلاگین ساده رول‌آپ ممکن است به این شکل باشد:

function myRollupPlugin() {
  return {
    name: 'my-rollup-plugin',
    transform(code, id) {
      // کد را در اینجا تغییر دهید
      console.log(`در حال تبدیل ${id}`);
      return code;
    }
  };
}

export default myRollupPlugin;

معماری پلاگین پارسل

معماری پلاگین پارسل بر اساس ترانسفورمرها (transformers)، رزولورها (resolvers) و پکیجرها (packagers) است. ترانسفورمرها فایل‌های منفرد را تبدیل می‌کنند، رزولورها وابستگی‌های ماژول را حل می‌کنند و پکیجرها فایل‌های تبدیل‌شده را در باندل‌ها ترکیب می‌کنند.

پلاگین‌های پارسل معمولاً به صورت ماژول‌های Node.js نوشته می‌شوند که یک تابع ثبت (register) را اکسپورت می‌کنند. این تابع توسط پارسل برای ثبت ترانسفورمرها، رزولورها و پکیجرهای پلاگین فراخوانی می‌شود.

یک پلاگین ساده پارسل ممکن است به این شکل باشد:

module.exports = function (bundler) {
  bundler.addTransformer('...', async function (asset) {
    // دارایی را در اینجا تبدیل کنید
    console.log(`در حال تبدیل ${asset.filePath}`);
    asset.setCode(asset.getCode());
  });
};

تکنیک‌های ترکیب‌پذیری پلاگین

ترکیب‌پذیری پلاگین شامل ترکیب چندین پلاگین برای دستیابی به یک فرآیند ساخت پیچیده‌تر است. چندین تکنیک برای ترکیب پلاگین‌ها وجود دارد، از جمله:

• ترکیب ترتیبی (Sequential Composition): اعمال پلاگین‌ها به ترتیب مشخص، به طوری که خروجی یک پلاگین ورودی پلاگین بعدی می‌شود.
• ترکیب موازی (Parallel Composition): اعمال پلاگین‌ها به صورت همزمان، به طوری که هر پلاگین به طور مستقل بر روی ورودی یکسان عمل می‌کند.
• ترکیب شرطی (Conditional Composition): اعمال پلاگین‌ها بر اساس شرایط خاص، مانند محیط یا نوع فایل.
• کارخانه‌های پلاگین (Plugin Factories): ایجاد توابعی که پلاگین‌ها را برمی‌گردانند، که امکان پیکربندی و سفارشی‌سازی پویا را فراهم می‌کند.

ترکیب ترتیبی

ترکیب ترتیبی ساده‌ترین شکل ترکیب‌پذیری پلاگین است. پلاگین‌ها به ترتیب مشخصی اعمال می‌شوند و خروجی هر پلاگین به عنوان ورودی به پلاگین بعدی منتقل می‌شود. این تکنیک برای ایجاد یک خط لوله از تبدیلات مفید است.

به عنوان مثال، سناریویی را در نظر بگیرید که می‌خواهید کد تایپ اسکریپت را ترنسپایل کرده، آن را کوچک‌سازی کنید و سپس یک کامنت بنر به آن اضافه کنید. می‌توانید از سه پلاگین جداگانه استفاده کنید:

• typescript-plugin: کد تایپ اسکریپت را به جاوا اسکریپت ترنسپایل می‌کند.
• terser-plugin: کد جاوا اسکریپت را کوچک‌سازی می‌کند.
• banner-plugin: یک کامنت بنر به بالای فایل اضافه می‌کند.

با اعمال این پلاگین‌ها به صورت ترتیبی، می‌توانید به نتیجه دلخواه برسید.

// webpack.config.js
module.exports = {
  //...
  plugins: [
    new TypeScriptPlugin(),
    new TerserPlugin(),
    new BannerPlugin('// حق نشر 2023')
  ]
};

ترکیب موازی

ترکیب موازی شامل اعمال همزمان پلاگین‌ها است. این تکنیک زمانی مفید است که پلاگین‌ها به طور مستقل روی ورودی یکسان عمل می‌کنند و به خروجی یکدیگر وابسته نیستند.

به عنوان مثال، سناریویی را در نظر بگیرید که می‌خواهید تصاویر را با استفاده از چندین پلاگین بهینه‌سازی تصویر، بهینه کنید. می‌توانید از دو پلاگین جداگانه استفاده کنید:

• imagemin-pngquant: تصاویر PNG را با استفاده از pngquant بهینه می‌کند.
• imagemin-jpegtran: تصاویر JPEG را با استفاده از jpegtran بهینه می‌کند.

با اعمال موازی این پلاگین‌ها، می‌توانید همزمان تصاویر PNG و JPEG را بهینه کنید.

اگرچه وب‌پک به طور مستقیم از اجرای موازی پلاگین‌ها پشتیبانی نمی‌کند، اما می‌توان با استفاده از تکنیک‌هایی مانند worker threads یا child processes برای اجرای همزمان پلاگین‌ها به نتایج مشابهی دست یافت. برخی پلاگین‌ها طوری طراحی شده‌اند که به طور ضمنی عملیات را به صورت موازی در داخل خود انجام می‌دهند.

ترکیب شرطی

ترکیب شرطی شامل اعمال پلاگین‌ها بر اساس شرایط خاص است. این تکنیک برای اعمال پلاگین‌های مختلف در محیط‌های متفاوت یا برای اعمال پلاگین‌ها فقط روی فایل‌های خاص مفید است.

به عنوان مثال، سناریویی را در نظر بگیرید که می‌خواهید یک پلاگین پوشش کد (code coverage) را فقط در محیط تست اعمال کنید.

// webpack.config.js
module.exports = {
  //...
  plugins: [
    ...(process.env.NODE_ENV === 'test' ? [new CodeCoveragePlugin()] : [])
  ]
};

در این مثال، CodeCoveragePlugin تنها در صورتی اعمال می‌شود که متغیر محیطی NODE_ENV برابر با test باشد.

کارخانه‌های پلاگین

کارخانه‌های پلاگین توابعی هستند که پلاگین‌ها را برمی‌گردانند. این تکنیک امکان پیکربندی و سفارشی‌سازی پویای پلاگین‌ها را فراهم می‌کند. کارخانه‌های پلاگین می‌توانند برای ایجاد پلاگین‌هایی با گزینه‌های مختلف بر اساس پیکربندی پروژه استفاده شوند.

function createMyPlugin(options) {
  return {
    apply: (compiler) => {
      compiler.hooks.emit.tapAsync('MyPlugin', (compilation, callback) => {
        // از گزینه‌ها در اینجا استفاده کنید
        console.log(`استفاده از گزینه: ${options.message}`);
        callback();
      });
    }
  };
}

// webpack.config.js
module.exports = {
  //...
  plugins: [
    createMyPlugin({ message: 'سلام دنیا' })
  ]
};

در این مثال، تابع createMyPlugin پلاگینی را برمی‌گرداند که پیامی را در کنسول ثبت می‌کند. این پیام از طریق پارامتر options قابل تنظیم است.

بهترین شیوه‌ها برای توسعه سیستم‌های ساخت فرانت‌اند با پلاگین‌ها

هنگام توسعه سیستم‌های ساخت فرانت‌اند با پلاگین‌ها، مهم است که از بهترین شیوه‌ها پیروی کنید تا اطمینان حاصل شود که پلاگین‌ها به خوبی طراحی شده، قابل نگهداری و کارآمد هستند.

• پلاگین‌ها را متمرکز نگه دارید: هر پلاگین باید یک مسئولیت واحد و به خوبی تعریف شده داشته باشد. از ایجاد پلاگین‌هایی که سعی در انجام کارهای زیاد دارند، خودداری کنید.
• از نام‌های واضح و توصیفی استفاده کنید: نام پلاگین‌ها باید به وضوح هدف آن‌ها را نشان دهد. این کار درک عملکرد پلاگین را برای سایر توسعه‌دهندگان آسان‌تر می‌کند.
• گزینه‌های پیکربندی ارائه دهید: پلاگین‌ها باید گزینه‌های پیکربندی را برای کاربران فراهم کنند تا بتوانند رفتار آن‌ها را سفارشی‌سازی کنند.
• خطاها را به درستی مدیریت کنید: پلاگین‌ها باید خطاها را به درستی مدیریت کرده و پیام‌های خطای آموزنده ارائه دهند.
• تست‌های واحد بنویسید: پلاگین‌ها باید تست‌های واحد جامعی داشته باشند تا از عملکرد صحیح آن‌ها اطمینان حاصل شده و از بازگشت خطا (regression) جلوگیری شود.
• پلاگین‌های خود را مستند کنید: پلاگین‌ها باید به خوبی مستند شده باشند، شامل دستورالعمل‌های واضح در مورد نحوه نصب، پیکربندی و استفاده از آن‌ها.
• عملکرد را در نظر بگیرید: پلاگین‌ها می‌توانند بر عملکرد ساخت تأثیر بگذارند. پلاگین‌های خود را بهینه کنید تا تأثیر آن‌ها بر زمان ساخت به حداقل برسد. از محاسبات یا عملیات غیر ضروری روی سیستم فایل خودداری کنید.
• از API سیستم ساخت پیروی کنید: به API و قراردادهای سیستم ساخت پایبند باشید. این کار سازگاری پلاگین‌های شما را با نسخه‌های آینده سیستم ساخت تضمین می‌کند.
• بین‌المللی‌سازی (i18n) و بومی‌سازی (l10n) را در نظر بگیرید: اگر پلاگین شما پیام‌ها یا متنی را نمایش می‌دهد، اطمینان حاصل کنید که با در نظر گرفتن i18n/l10n برای پشتیبانی از چندین زبان طراحی شده است. این امر به ویژه برای پلاگین‌هایی که برای مخاطبان جهانی در نظر گرفته شده‌اند، مهم است.
• ملاحظات امنیتی: هنگام ایجاد پلاگین‌هایی که با منابع خارجی یا ورودی کاربر سروکار دارند، به آسیب‌پذیری‌های امنیتی بالقوه توجه داشته باشید. ورودی‌ها را پاک‌سازی و خروجی‌ها را اعتبارسنجی کنید تا از حملاتی مانند اسکریپت‌نویسی بین سایتی (XSS) یا اجرای کد از راه دور جلوگیری شود.

نمونه‌هایی از پلاگین‌های محبوب سیستم‌های ساخت

پلاگین‌های متعددی برای سیستم‌های ساخت محبوب مانند وب‌پک، رول‌آپ و پارسل در دسترس هستند. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

• وب‌پک:
  • html-webpack-plugin: فایل‌های HTML را تولید می‌کند که شامل باندل‌های وب‌پک شما هستند.
  • mini-css-extract-plugin: CSS را در فایل‌های جداگانه استخراج می‌کند.
  • terser-webpack-plugin: کد جاوا اسکریپت را با استفاده از Terser کوچک‌سازی می‌کند.
  • copy-webpack-plugin: فایل‌ها و دایرکتوری‌ها را به دایرکتوری ساخت کپی می‌کند.
  • eslint-webpack-plugin: ESLint را با فرآیند ساخت وب‌پک یکپارچه می‌کند.
• رول‌آپ:
  • @rollup/plugin-node-resolve: ماژول‌های Node.js را حل می‌کند.
  • @rollup/plugin-commonjs: ماژول‌های CommonJS را به ماژول‌های ES تبدیل می‌کند.
  • rollup-plugin-terser: کد جاوا اسکریپت را با استفاده از Terser کوچک‌سازی می‌کند.
  • rollup-plugin-postcss: فایل‌های CSS را با PostCSS پردازش می‌کند.
  • rollup-plugin-babel: کد جاوا اسکریپت را با Babel ترنسپایل می‌کند.
• پارسل:
  • @parcel/transformer-sass: فایل‌های Sass را به CSS تبدیل می‌کند.
  • @parcel/transformer-typescript: فایل‌های تایپ اسکریپت را به جاوا اسکریپت تبدیل می‌کند.
  • بسیاری از ترانسفورمرهای اصلی به صورت داخلی تعبیه شده‌اند که نیاز به پلاگین‌های جداگانه را در بسیاری از موارد کاهش می‌دهد.

نتیجه‌گیری

پلاگین‌های سیستم ساخت فرانت‌اند مکانیزم قدرتمندی برای توسعه و سفارشی‌سازی فرآیند ساخت فراهم می‌کنند. با درک معماری پلاگین در سیستم‌های ساخت مختلف و به کارگیری تکنیک‌های ترکیب‌پذیری موثر، توسعه‌دهندگان می‌توانند گردش‌کارهای ساخت بسیار سفارشی‌ای ایجاد کنند که نیازهای خاص پروژه آن‌ها را برآورده سازد. پیروی از بهترین شیوه‌ها برای توسعه پلاگین تضمین می‌کند که پلاگین‌ها به خوبی طراحی شده، قابل نگهداری و کارآمد هستند و به یک فرآیند توسعه فرانت‌اند کارآمدتر و قابل اعتمادتر کمک می‌کنند. با ادامه تکامل اکوسیستم فرانت‌اند، توانایی توسعه موثر سیستم‌های ساخت با پلاگین‌ها همچنان یک مهارت حیاتی برای توسعه‌دهندگان فرانت‌اند در سراسر جهان باقی خواهد ماند.