الگوهای سرویس ماژول جاوا اسکریپت: کپسوله‌سازی منطق تجاری برای برنامه‌های مقیاس‌پذیر

در توسعه مدرن جاوا اسکریپت، به ویژه هنگام ساخت برنامه‌های بزرگ مقیاس، مدیریت و کپسوله‌سازی مؤثر منطق تجاری امری حیاتی است. کد با ساختار ضعیف می‌تواند به کابوس‌های نگهداری، کاهش قابلیت استفاده مجدد و افزایش پیچیدگی منجر شود. الگوهای ماژول و سرویس جاوا اسکریپت راه‌حل‌های ظریفی برای سازماندهی کد، اجرای تفکیک مسئولیت‌ها و ایجاد برنامه‌های قابل نگهداری‌تر و مقیاس‌پذیرتر ارائه می‌دهند. این مقاله این الگوها را بررسی می‌کند، مثال‌های عملی ارائه می‌دهد و نشان می‌دهد که چگونه می‌توان آنها را در زمینه‌های مختلف جهانی به کار برد.

چرا منطق تجاری را کپسوله‌سازی کنیم؟

منطق تجاری شامل قوانین و فرآیندهایی است که یک برنامه را هدایت می‌کنند. این منطق تعیین می‌کند که داده‌ها چگونه تبدیل، اعتبارسنجی و پردازش شوند. کپسوله‌سازی این منطق چندین مزیت کلیدی دارد:

• سازماندهی بهتر کد: ماژول‌ها ساختار واضحی را فراهم می‌کنند که پیدا کردن، درک و اصلاح بخش‌های خاصی از برنامه را آسان‌تر می‌کند.
• افزایش قابلیت استفاده مجدد: ماژول‌های خوب تعریف‌شده را می‌توان در بخش‌های مختلف برنامه یا حتی در پروژه‌های کاملاً متفاوت دوباره استفاده کرد. این کار تکرار کد را کاهش داده و به ثبات کمک می‌کند.
• نگهداری آسان‌تر: تغییرات در منطق تجاری را می‌توان در یک ماژول خاص محدود کرد و خطر ایجاد عوارض جانبی ناخواسته در سایر بخش‌های برنامه را به حداقل رساند.
• تست ساده‌تر: ماژول‌ها را می‌توان به طور مستقل تست کرد، که تأیید صحت عملکرد منطق تجاری را آسان‌تر می‌کند. این امر به ویژه در سیستم‌های پیچیده که پیش‌بینی تعاملات بین اجزای مختلف دشوار است، اهمیت دارد.
• کاهش پیچیدگی: با شکستن برنامه به ماژول‌های کوچکتر و قابل مدیریت‌تر، توسعه‌دهندگان می‌توانند پیچیدگی کلی سیستم را کاهش دهند.

الگوهای ماژول جاوا اسکریپت

جاوا اسکریپت چندین راه برای ایجاد ماژول ارائه می‌دهد. در اینجا برخی از رایج‌ترین رویکردها آورده شده است:

۱. عبارت تابع بلافاصله فراخوانی شده (IIFE)

الگوی IIFE یک رویکرد کلاسیک برای ایجاد ماژول در جاوا اسکریپت است. این الگو شامل قرار دادن کد در یک تابع است که بلافاصله اجرا می‌شود. این کار یک محدوده (scope) خصوصی ایجاد می‌کند و از آلوده شدن فضای نام سراسری (global namespace) توسط متغیرها و توابع تعریف شده در داخل IIFE جلوگیری می‌کند.

(function() {
  // Private variables and functions
  var privateVariable = "This is private";

  function privateFunction() {
    console.log(privateVariable);
  }

  // Public API
  window.myModule = {
    publicMethod: function() {
      privateFunction();
    }
  };
})();

مثال: یک ماژول مبدل ارز جهانی را تصور کنید. ممکن است از یک IIFE برای خصوصی نگه داشتن داده‌های نرخ ارز و فقط نمایش توابع تبدیل ضروری استفاده کنید.

(function() {
  var exchangeRates = {
    USD: 1.0,
    EUR: 0.85,
    JPY: 110.0,
    GBP: 0.75 // Example exchange rates
  };

  function convert(amount, fromCurrency, toCurrency) {
    if (!exchangeRates[fromCurrency] || !exchangeRates[toCurrency]) {
      return "Invalid currency";
    }

    return amount * (exchangeRates[toCurrency] / exchangeRates[fromCurrency]);
  }

  window.currencyConverter = {
    convert: convert
  };
})();

// Usage:
var convertedAmount = currencyConverter.convert(100, "USD", "EUR");
console.log(convertedAmount); // Output: 85

مزایا:

• پیاده‌سازی ساده
• کپسوله‌سازی خوبی را فراهم می‌کند

معایب:

• به محدوده سراسری متکی است (اگرچه با پوشش‌دهنده (wrapper) کاهش می‌یابد)
• مدیریت وابستگی‌ها در برنامه‌های بزرگتر می‌تواند دشوار شود

۲. CommonJS

CommonJS یک سیستم ماژول است که در اصل برای توسعه جاوا اسکریپت سمت سرور با Node.js طراحی شده است. این سیستم از تابع require() برای وارد کردن ماژول‌ها و از شیء module.exports برای صادر کردن آنها استفاده می‌کند.

مثال: یک ماژول را در نظر بگیرید که احراز هویت کاربر را مدیریت می‌کند.

auth.js

// auth.js
function authenticateUser(username, password) {
  // Validate user credentials against a database or other source
  if (username === "testuser" && password === "password") {
    return { success: true, message: "Authentication successful" };
  } else {
    return { success: false, message: "Invalid credentials" };
  }
}

module.exports = {
  authenticateUser: authenticateUser
};

app.js

// app.js
const auth = require('./auth');

const result = auth.authenticateUser("testuser", "password");
console.log(result);

مزایا:

• مدیریت وابستگی واضح
• استفاده گسترده در محیط‌های Node.js

معایب:

• به صورت بومی در مرورگرها پشتیبانی نمی‌شود (نیاز به یک باندلر مانند Webpack یا Browserify دارد)

۳. تعریف ماژول ناهمزمان (AMD)

AMD برای بارگذاری ناهمزمان ماژول‌ها، عمدتاً در محیط‌های مرورگر، طراحی شده است. این سیستم از تابع define() برای تعریف ماژول‌ها و مشخص کردن وابستگی‌های آنها استفاده می‌کند.

مثال: فرض کنید یک ماژول برای قالب‌بندی تاریخ‌ها بر اساس مناطق مختلف دارید.

// date-formatter.js
define(['moment'], function(moment) {
  function formatDate(date, locale) {
    return moment(date).locale(locale).format('LL');
  }

  return {
    formatDate: formatDate
  };
});

// main.js
require(['date-formatter'], function(dateFormatter) {
  var formattedDate = dateFormatter.formatDate(new Date(), 'fr');
  console.log(formattedDate);
});

مزایا:

• بارگذاری ناهمزمان ماژول‌ها
• بسیار مناسب برای محیط‌های مرورگر

معایب:

• سینتکس پیچیده‌تر از CommonJS

۴. ماژول‌های ECMAScript (ESM)

ESM سیستم ماژول بومی جاوا اسکریپت است که در ECMAScript 2015 (ES6) معرفی شد. این سیستم از کلمات کلیدی import و export برای مدیریت وابستگی‌ها استفاده می‌کند. ESM به طور فزاینده‌ای محبوب شده و توسط مرورگرهای مدرن و Node.js پشتیبانی می‌شود.

مثال: یک ماژول برای انجام محاسبات ریاضی را در نظر بگیرید.

math.js

// math.js
export function add(a, b) {
  return a + b;
}

export function subtract(a, b) {
  return a - b;
}

app.js

// app.js
import { add, subtract } from './math.js';

const sum = add(5, 3);
const difference = subtract(10, 2);

console.log(sum);        // Output: 8
console.log(difference); // Output: 8

مزایا:

• پشتیبانی بومی در مرورگرها و Node.js
• تحلیل ایستا و تکان دادن درخت (tree shaking) (حذف کد استفاده نشده)
• سینتکس واضح و مختصر

معایب:

• برای مرورگرهای قدیمی‌تر نیاز به یک فرآیند ساخت (build) دارد (مانند Babel). در حالی که مرورگرهای مدرن به طور فزاینده‌ای از ESM به صورت بومی پشتیبانی می‌کنند، هنوز هم ترنسپایل کردن برای سازگاری گسترده‌تر رایج است.

الگوهای سرویس جاوا اسکریپت

در حالی که الگوهای ماژول راهی برای سازماندهی کد به واحدهای قابل استفاده مجدد فراهم می‌کنند، الگوهای سرویس بر کپسوله‌سازی منطق تجاری خاص و ارائه یک رابط کاربری منسجم برای دسترسی به آن منطق تمرکز دارند. یک سرویس در اصل یک ماژول است که یک وظیفه خاص یا مجموعه‌ای از وظایف مرتبط را انجام می‌دهد.

۱. سرویس ساده

یک سرویس ساده، ماژولی است که مجموعه‌ای از توابع یا متدها را برای انجام عملیات خاص ارائه می‌دهد. این یک راه مستقیم برای کپسوله‌سازی منطق تجاری و ارائه یک API واضح است.

مثال: یک سرویس برای مدیریت داده‌های پروفایل کاربر.

// user-profile-service.js
const userProfileService = {
  getUserProfile: function(userId) {
    // Logic to fetch user profile data from a database or API
    return new Promise(resolve => {
      setTimeout(() => {
        resolve({ id: userId, name: "John Doe", email: "john.doe@example.com" });
      }, 500);
    });
  },
  updateUserProfile: function(userId, profileData) {
    // Logic to update user profile data in a database or API
    return new Promise(resolve => {
      setTimeout(() => {
        resolve({ success: true, message: "Profile updated successfully" });
      }, 500);
    });
  }
};

export default userProfileService;

// Usage (in another module):
import userProfileService from './user-profile-service.js';

userProfileService.getUserProfile(123)
  .then(profile => console.log(profile));

مزایا:

• درک و پیاده‌سازی آسان
• تفکیک واضح مسئولیت‌ها را فراهم می‌کند

معایب:

• مدیریت وابستگی‌ها در سرویس‌های بزرگتر می‌تواند دشوار شود
• ممکن است به اندازه الگوهای پیشرفته‌تر انعطاف‌پذیر نباشد

۲. الگوی کارخانه (Factory)

الگوی کارخانه راهی برای ایجاد اشیاء بدون مشخص کردن کلاس‌های مشخص آنها فراهم می‌کند. می‌توان از آن برای ایجاد سرویس‌هایی با پیکربندی‌ها یا وابستگی‌های مختلف استفاده کرد.

مثال: یک سرویس برای تعامل با درگاه‌های پرداخت مختلف.

// payment-gateway-factory.js
function createPaymentGateway(gatewayType, config) {
  switch (gatewayType) {
    case 'stripe':
      return new StripePaymentGateway(config);
    case 'paypal':
      return new PayPalPaymentGateway(config);
    default:
      throw new Error('Invalid payment gateway type');
  }
}

class StripePaymentGateway {
  constructor(config) {
    this.config = config;
  }

  processPayment(amount, token) {
    // Logic to process payment using Stripe API
    console.log(`Processing ${amount} via Stripe with token ${token}`);
    return { success: true, message: "Payment processed successfully via Stripe" };
  }
}

class PayPalPaymentGateway {
  constructor(config) {
    this.config = config;
  }

  processPayment(amount, accountId) {
    // Logic to process payment using PayPal API
    console.log(`Processing ${amount} via PayPal with account ${accountId}`);
    return { success: true, message: "Payment processed successfully via PayPal" };
  }
}

export default {
  createPaymentGateway: createPaymentGateway
};

// Usage:
import paymentGatewayFactory from './payment-gateway-factory.js';

const stripeGateway = paymentGatewayFactory.createPaymentGateway('stripe', { apiKey: 'YOUR_STRIPE_API_KEY' });
const paypalGateway = paymentGatewayFactory.createPaymentGateway('paypal', { clientId: 'YOUR_PAYPAL_CLIENT_ID' });

stripeGateway.processPayment(100, 'TOKEN123');
paypalGateway.processPayment(50, 'ACCOUNT456');

مزایا:

• انعطاف‌پذیری در ایجاد نمونه‌های مختلف سرویس
• پیچیدگی ایجاد شیء را پنهان می‌کند

معایب:

• می‌تواند به پیچیدگی کد اضافه کند

۳. الگوی تزریق وابستگی (DI)

تزریق وابستگی یک الگوی طراحی است که به شما امکان می‌دهد وابستگی‌ها را به یک سرویس ارائه دهید به جای اینکه سرویس خودش آنها را ایجاد کند. این امر به اتصال سست (loose coupling) کمک کرده و تست و نگهداری کد را آسان‌تر می‌کند.

مثال: یک سرویس که پیام‌ها را در کنسول یا یک فایل لاگ می‌کند.

// logger.js
class Logger {
  constructor(output) {
    this.output = output;
  }

  log(message) {
    this.output.write(message + '\n');
  }
}

// console-output.js
class ConsoleOutput {
  write(message) {
    console.log(message);
  }
}

// file-output.js
const fs = require('fs');

class FileOutput {
  constructor(filePath) {
    this.filePath = filePath;
  }

  write(message) {
    fs.appendFileSync(this.filePath, message + '\n');
  }
}

// app.js
const Logger = require('./logger.js');
const ConsoleOutput = require('./console-output.js');
const FileOutput = require('./file-output.js');

const consoleOutput = new ConsoleOutput();
const fileOutput = new FileOutput('log.txt');

const consoleLogger = new Logger(consoleOutput);
const fileLogger = new Logger(fileOutput);

consoleLogger.log('This is a console log message');
fileLogger.log('This is a file log message');

مزایا:

• اتصال سست بین سرویس‌ها و وابستگی‌هایشان
• قابلیت تست بهبود یافته
• افزایش انعطاف‌پذیری

معایب:

• می‌تواند پیچیدگی را افزایش دهد، به خصوص در برنامه‌های بزرگ. استفاده از یک کانتینر تزریق وابستگی (مانند InversifyJS) می‌تواند به مدیریت این پیچیدگی کمک کند.

۴. کانتینر وارونگی کنترل (IoC)

یک کانتینر IoC (که به عنوان کانتینر DI نیز شناخته می‌شود) یک فریم‌ورک است که ایجاد و تزریق وابستگی‌ها را مدیریت می‌کند. این فرآیند تزریق وابستگی را ساده کرده و پیکربندی و مدیریت وابستگی‌ها را در برنامه‌های بزرگ آسان‌تر می‌کند. این کار با ارائه یک رجیستری مرکزی از کامپوننت‌ها و وابستگی‌های آنها، و سپس حل خودکار آن وابستگی‌ها هنگام درخواست یک کامپوننت، عمل می‌کند.

مثال با استفاده از InversifyJS:

// Install InversifyJS: npm install inversify reflect-metadata --save

// logger.ts
import { injectable } from "inversify";

export interface Logger {
  log(message: string): void;
}

@injectable()
export class ConsoleLogger implements Logger {
  log(message: string): void {
    console.log(message);
  }
}

// notification-service.ts
import { injectable, inject } from "inversify";
import { Logger } from "./logger";
import { TYPES } from "./types";

export interface NotificationService {
  sendNotification(message: string): void;
}

@injectable()
export class EmailNotificationService implements NotificationService {
  private logger: Logger;

  constructor(@inject(TYPES.Logger) logger: Logger) {
    this.logger = logger;
  }

  sendNotification(message: string): void {
    this.logger.log(`Sending email notification: ${message}`);
    // Simulate sending an email
    console.log(`Email sent: ${message}`);
  }
}

// types.ts
export const TYPES = {
    Logger: Symbol.for("Logger"),
    NotificationService: Symbol.for("NotificationService")
};

// container.ts
import { Container } from "inversify";
import { TYPES } from "./types";
import { Logger, ConsoleLogger } from "./logger";
import { NotificationService, EmailNotificationService } from "./notification-service";
import "reflect-metadata"; // Required for InversifyJS

const container = new Container();
container.bind(TYPES.Logger).to(ConsoleLogger);
container.bind(TYPES.NotificationService).to(EmailNotificationService);

export { container };

// app.ts
import { container } from "./container";
import { TYPES } from "./types";
import { NotificationService } from "./notification-service";

const notificationService = container.get(TYPES.NotificationService);

notificationService.sendNotification("Hello from InversifyJS!");

توضیحات:

• `@injectable()`: یک کلاس را به عنوان قابل تزریق توسط کانتینر علامت‌گذاری می‌کند.
• `@inject(TYPES.Logger)`: مشخص می‌کند که سازنده باید یک نمونه از رابط `Logger` را دریافت کند.
• `TYPES.Logger` و `TYPES.NotificationService`: نمادهایی (Symbol) هستند که برای شناسایی بایندینگ‌ها استفاده می‌شوند. استفاده از نمادها از تداخل نام‌گذاری جلوگیری می‌کند.
• `container.bind(TYPES.Logger).to(ConsoleLogger)`: ثبت می‌کند که وقتی کانتینر به یک `Logger` نیاز دارد، باید یک نمونه از `ConsoleLogger` ایجاد کند.
• `container.get(TYPES.NotificationService)`: سرویس `NotificationService` و تمام وابستگی‌های آن را حل می‌کند.

مزایا:

• مدیریت متمرکز وابستگی‌ها
• تزریق وابستگی ساده‌شده
• قابلیت تست بهبود یافته

معایب:

• یک لایه انتزاع اضافه می‌کند که ممکن است درک کد را در ابتدا دشوارتر کند
• نیاز به یادگیری یک فریم‌ورک جدید دارد

کاربرد الگوهای ماژول و سرویس در زمینه‌های مختلف جهانی

اصول الگوهای ماژول و سرویس به طور جهانی قابل اجرا هستند، اما پیاده‌سازی آنها ممکن است نیاز به تطبیق با زمینه‌های منطقه‌ای یا تجاری خاص داشته باشد. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

• بومی‌سازی: ماژول‌ها می‌توانند برای کپسوله‌سازی داده‌های مختص هر منطقه، مانند فرمت‌های تاریخ، نمادهای ارز و ترجمه‌های زبان استفاده شوند. سپس می‌توان از یک سرویس برای ارائه یک رابط کاربری منسجم برای دسترسی به این داده‌ها، صرف نظر از مکان کاربر، استفاده کرد. به عنوان مثال، یک سرویس قالب‌بندی تاریخ می‌تواند از ماژول‌های مختلف برای مناطق مختلف استفاده کند تا اطمینان حاصل شود که تاریخ‌ها در فرمت صحیح برای هر منطقه نمایش داده می‌شوند.
• پردازش پرداخت: همانطور که با الگوی کارخانه نشان داده شد، درگاه‌های پرداخت مختلف در مناطق مختلف رایج هستند. سرویس‌ها می‌توانند پیچیدگی‌های تعامل با ارائه‌دهندگان پرداخت مختلف را انتزاعی کنند و به توسعه‌دهندگان اجازه دهند بر منطق اصلی تجاری تمرکز کنند. به عنوان مثال، یک سایت تجارت الکترونیک اروپایی ممکن است نیاز به پشتیبانی از برداشت مستقیم SEPA داشته باشد، در حالی که یک سایت در آمریکای شمالی ممکن است بر پردازش کارت اعتباری از طریق ارائه‌دهندگانی مانند Stripe یا PayPal تمرکز کند.
• مقررات حریم خصوصی داده‌ها: ماژول‌ها می‌توانند برای کپسوله‌سازی منطق حریم خصوصی داده‌ها، مانند انطباق با GDPR یا CCPA استفاده شوند. سپس می‌توان از یک سرویس برای اطمینان از اینکه داده‌ها مطابق با مقررات مربوطه، صرف نظر از مکان کاربر، مدیریت می‌شوند، استفاده کرد. به عنوان مثال، یک سرویس داده کاربر می‌تواند شامل ماژول‌هایی باشد که داده‌های حساس را رمزگذاری می‌کنند، داده‌ها را برای اهداف تحلیلی ناشناس می‌کنند و به کاربران امکان دسترسی، اصلاح یا حذف داده‌هایشان را می‌دهند.
• یکپارچه‌سازی API: هنگام یکپارچه‌سازی با API‌های خارجی که در دسترس بودن یا قیمت‌گذاری منطقه‌ای متفاوتی دارند، الگوهای سرویس امکان تطبیق با این تفاوت‌ها را فراهم می‌کنند. به عنوان مثال، یک سرویس نقشه ممکن است از Google Maps در مناطقی که در دسترس و مقرون به صرفه است استفاده کند، در حالی که در مناطق دیگر به یک ارائه‌دهنده جایگزین مانند Mapbox روی آورد.

بهترین شیوه‌ها برای پیاده‌سازی الگوهای ماژول و سرویس

برای بهره‌برداری حداکثری از الگوهای ماژول و سرویس، بهترین شیوه‌های زیر را در نظر بگیرید:

• مسئولیت‌های واضح تعریف کنید: هر ماژول و سرویس باید هدف مشخص و به خوبی تعریف شده‌ای داشته باشد. از ایجاد ماژول‌هایی که بیش از حد بزرگ یا پیچیده هستند خودداری کنید.
• از نام‌های توصیفی استفاده کنید: نام‌هایی را انتخاب کنید که به دقت هدف ماژول یا سرویس را منعکس کنند. این کار درک کد را برای سایر توسعه‌دهندگان آسان‌تر می‌کند.
• یک API حداقلی را ارائه دهید: فقط توابع و متدهایی را که برای تعامل کاربران خارجی با ماژول یا سرویس ضروری هستند، در معرض دید قرار دهید. جزئیات پیاده‌سازی داخلی را پنهان کنید.
• تست‌های واحد بنویسید: برای هر ماژول و سرویس تست‌های واحد بنویسید تا از عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل کنید. این به جلوگیری از رگرسیون و نگهداری آسان‌تر کد کمک می‌کند. پوشش تست بالا را هدف قرار دهید.
• کد خود را مستند کنید: API هر ماژول و سرویس را مستند کنید، شامل توضیحات توابع و متدها، پارامترهای آنها و مقادیر بازگشتی آنها. از ابزارهایی مانند JSDoc برای تولید خودکار مستندات استفاده کنید.
• عملکرد را در نظر بگیرید: هنگام طراحی ماژول‌ها و سرویس‌ها، پیامدهای عملکردی را در نظر بگیرید. از ایجاد ماژول‌هایی که منابع زیادی مصرف می‌کنند خودداری کنید. کد را برای سرعت و کارایی بهینه کنید.
• از یک لینتر کد استفاده کنید: از یک لینتر کد (مانند ESLint) برای اعمال استانداردهای کدنویسی و شناسایی خطاهای احتمالی استفاده کنید. این به حفظ کیفیت و ثبات کد در سراسر پروژه کمک می‌کند.

نتیجه‌گیری

الگوهای ماژول و سرویس جاوا اسکریپت ابزارهای قدرتمندی برای سازماندهی کد، کپسوله‌سازی منطق تجاری و ایجاد برنامه‌های قابل نگهداری‌تر و مقیاس‌پذیرتر هستند. با درک و به کارگیری این الگوها، توسعه‌دهندگان می‌توانند سیستم‌های قوی و با ساختار خوبی بسازند که درک، تست و تکامل آنها در طول زمان آسان‌تر است. در حالی که جزئیات پیاده‌سازی خاص ممکن است بسته به پروژه و تیم متفاوت باشد، اصول اساسی یکسان باقی می‌مانند: تفکیک مسئولیت‌ها، به حداقل رساندن وابستگی‌ها و ارائه یک رابط کاربری واضح و منسجم برای دسترسی به منطق تجاری.

اتخاذ این الگوها به ویژه هنگام ساخت برنامه‌هایی برای مخاطبان جهانی حیاتی است. با کپسوله‌سازی منطق بومی‌سازی، پردازش پرداخت و حریم خصوصی داده‌ها در ماژول‌ها و سرویس‌های خوب تعریف‌شده، می‌توانید برنامه‌هایی ایجاد کنید که صرف نظر از مکان یا پیشینه فرهنگی کاربر، سازگار، منطبق با قوانین و کاربرپسند باشند.