اشیاء پراکسی جاوا اسکریپت برای دستکاری پیشرفته داده‌ها

اشیاء پراکسی جاوا اسکریپت مکانیزم قدرتمندی برای رهگیری و سفارشی‌سازی عملیات بنیادی اشیاء فراهم می‌کنند. آن‌ها به شما این امکان را می‌دهند که کنترل دقیقی بر نحوه دسترسی، اصلاح و حتی ایجاد اشیاء داشته باشید. این قابلیت، درهای جدیدی را به روی تکنیک‌های پیشرفته در اعتبارسنجی داده‌ها، مجازی‌سازی اشیاء، بهینه‌سازی عملکرد و موارد دیگر باز می‌کند. این مقاله به دنیای پراکسی‌های جاوا اسکریپت می‌پردازد و قابلیت‌ها، موارد استفاده و پیاده‌سازی عملی آن‌ها را بررسی می‌کند. ما مثال‌هایی را ارائه خواهیم داد که در سناریوهای متنوعی که توسعه‌دهندگان جهانی با آن‌ها روبرو می‌شوند، کاربرد دارند.

شیء پراکسی جاوا اسکریپت چیست؟

در هسته خود، یک شیء پراکسی یک پوشش (wrapper) برای یک شیء دیگر (هدف) است. پراکسی عملیاتی را که روی شیء هدف انجام می‌شود رهگیری کرده و به شما امکان می‌دهد رفتار سفارشی برای این تعاملات تعریف کنید. این رهگیری از طریق یک شیء handler انجام می‌شود که شامل متدهایی (به نام تله یا trap) است که نحوه مدیریت عملیات خاص را تعریف می‌کنند.

این تشبیه را در نظر بگیرید: تصور کنید یک نقاشی با ارزش دارید. به جای نمایش مستقیم آن، آن را پشت یک صفحه امنیتی (پراکسی) قرار می‌دهید. این صفحه دارای حسگرهایی (تله‌ها) است که تشخیص می‌دهند چه زمانی کسی سعی می‌کند به نقاشی دست بزند، آن را جابجا کند یا حتی به آن نگاه کند. بر اساس ورودی حسگر، صفحه می‌تواند تصمیم بگیرد که چه اقدامی انجام دهد – شاید اجازه تعامل را بدهد، آن را ثبت کند، یا حتی آن را به طور کامل رد کند.

مفاهیم کلیدی:

• Target (هدف): شیء اصلی که پراکسی آن را پوشش می‌دهد.
• Handler (کنترل‌کننده): شیئی که شامل متدها (تله‌ها) برای تعریف رفتار سفارشی برای عملیات رهگیری شده است.
• Traps (تله‌ها): توابعی در شیء handler که عملیات خاصی مانند گرفتن یا تنظیم یک خصوصیت را رهگیری می‌کنند.

ایجاد یک شیء پراکسی

شما یک شیء پراکسی را با استفاده از سازنده Proxy() ایجاد می‌کنید که دو آرگومان می‌گیرد:

1. شیء هدف.
2. شیء handler.

در اینجا یک مثال ساده آورده شده است:

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

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

const proxy = new Proxy(target, handler);

console.log(proxy.name); // Output: Getting property: name
                         //         John Doe

در این مثال، تله get در handler تعریف شده است. هر زمان که شما سعی در دسترسی به یک خصوصیت از شیء proxy دارید، تله get فراخوانی می‌شود. متد Reflect.get() برای ارسال عملیات به شیء هدف استفاده می‌شود و تضمین می‌کند که رفتار پیش‌فرض حفظ شود.

تله‌های رایج پراکسی

شیء handler می‌تواند شامل تله‌های مختلفی باشد، که هر کدام یک عملیات خاص شیء را رهگیری می‌کنند. در اینجا برخی از رایج‌ترین تله‌ها آورده شده‌اند:

• get(target, property, receiver): دسترسی به خصوصیت را رهگیری می‌کند (مثلاً obj.property).
• set(target, property, value, receiver): تخصیص مقدار به خصوصیت را رهگیری می‌کند (مثلاً obj.property = value).
• has(target, property): عملگر in را رهگیری می‌کند (مثلاً 'property' in obj).
• deleteProperty(target, property): عملگر delete را رهگیری می‌کند (مثلاً delete obj.property).
• apply(target, thisArg, argumentsList): فراخوانی توابع را رهگیری می‌کند (فقط زمانی که هدف یک تابع باشد قابل اجرا است).
• construct(target, argumentsList, newTarget): عملگر new را رهگیری می‌کند (فقط زمانی که هدف یک تابع سازنده باشد قابل اجرا است).
• getPrototypeOf(target): فراخوانی‌های Object.getPrototypeOf() را رهگیری می‌کند.
• setPrototypeOf(target, prototype): فراخوانی‌های Object.setPrototypeOf() را رهگیری می‌کند.
• isExtensible(target): فراخوانی‌های Object.isExtensible() را رهگیری می‌کند.
• preventExtensions(target): فراخوانی‌های Object.preventExtensions() را رهگیری می‌کند.
• getOwnPropertyDescriptor(target, property): فراخوانی‌های Object.getOwnPropertyDescriptor() را رهگیری می‌کند.
• defineProperty(target, property, descriptor): فراخوانی‌های Object.defineProperty() را رهگیری می‌کند.
• ownKeys(target): فراخوانی‌های Object.getOwnPropertyNames() و Object.getOwnPropertySymbols() را رهگیری می‌کند.

موارد استفاده و مثال‌های عملی

اشیاء پراکسی طیف گسترده‌ای از کاربردها را در سناریوهای مختلف ارائه می‌دهند. بیایید برخی از رایج‌ترین موارد استفاده را با مثال‌های عملی بررسی کنیم:

۱. اعتبارسنجی داده‌ها

شما می‌توانید از پراکسی‌ها برای اعمال قوانین اعتبارسنجی داده هنگام تنظیم خصوصیات استفاده کنید. این کار تضمین می‌کند که داده‌های ذخیره شده در اشیاء شما همیشه معتبر هستند، که از خطاها جلوگیری کرده و یکپارچگی داده‌ها را بهبود می‌بخشد.

const validator = {
  set: function(target, property, value) {
    if (property === 'age') {
      if (!Number.isInteger(value)) {
        throw new TypeError('سن باید یک عدد صحیح باشد');
      }
      if (value < 0) {
        throw new RangeError('سن باید یک عدد غیر منفی باشد');
      }
    }

    // ادامه تنظیم خصوصیت
    target[property] = value;
    return true; // نشان‌دهنده موفقیت
  }
};

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

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

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

person.age = 30;   // به درستی کار می‌کند
console.log(person.age); // خروجی: 30

در این مثال، تله set خصوصیت age را قبل از اجازه تنظیم، اعتبارسنجی می‌کند. اگر مقدار، یک عدد صحیح نباشد یا منفی باشد، یک خطا پرتاب می‌شود.

دیدگاه جهانی: این امر به ویژه در برنامه‌هایی که ورودی کاربر را از مناطق مختلف دریافت می‌کنند، مفید است، جایی که ممکن است نحوه نمایش سن متفاوت باشد. به عنوان مثال، برخی فرهنگ‌ها ممکن است برای کودکان بسیار خردسال از سال‌های کسری استفاده کنند، در حالی که دیگران همیشه به نزدیک‌ترین عدد صحیح گرد می‌کنند. منطق اعتبارسنجی را می‌توان برای تطبیق با این تفاوت‌های منطقه‌ای و در عین حال تضمین ثبات داده‌ها، سازگار کرد.

۲. مجازی‌سازی اشیاء

پراکسی‌ها می‌توانند برای ایجاد اشیاء مجازی استفاده شوند که داده‌ها را تنها زمانی که واقعاً نیاز است بارگذاری می‌کنند. این می‌تواند به طور قابل توجهی عملکرد را بهبود بخشد، به خصوص هنگام کار با مجموعه داده‌های بزرگ یا عملیات منابع‌بر. این یک نوع بارگذاری تنبل (lazy loading) است.

const userDatabase = {
  getUserData: function(userId) {
    // شبیه‌سازی دریافت داده از پایگاه داده
    console.log(`در حال دریافت اطلاعات کاربر با شناسه: ${userId}`);
    return {
      id: userId,
      name: `کاربر ${userId}`,
      email: `user${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);  // خروجی: در حال دریافت اطلاعات کاربر با شناسه: 123
                         //         کاربر 123
console.log(user.email); // خروجی: user123@example.com

در این مثال، userProxyHandler دسترسی به خصوصیت را رهگیری می‌کند. اولین باری که به یک خصوصیت در شیء user دسترسی پیدا می‌شود، تابع getUserData برای دریافت داده‌های کاربر فراخوانی می‌شود. دسترسی‌های بعدی به خصوصیات دیگر از داده‌های از قبل دریافت شده استفاده خواهند کرد.

دیدگاه جهانی: این بهینه‌سازی برای برنامه‌هایی که به کاربران در سراسر جهان خدمات می‌دهند، حیاتی است، جایی که تأخیر شبکه و محدودیت‌های پهنای باند می‌تواند به طور قابل توجهی بر زمان بارگذاری تأثیر بگذارد. بارگذاری تنها داده‌های ضروری در صورت تقاضا، تجربه‌ای پاسخگوتر و کاربرپسندتر را، صرف نظر از موقعیت مکانی کاربر، تضمین می‌کند.

۳. ثبت وقایع و اشکال‌زدایی

پراکسی‌ها می‌توانند برای ثبت تعاملات شیء به منظور اشکال‌زدایی استفاده شوند. این می‌تواند در ردیابی خطاها و درک نحوه رفتار کد شما بسیار مفید باشد.

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);  // خروجی: GET a
                            //         1
loggedObject.b = 5;         // خروجی: SET b = 5
console.log(myObject.b);    // خروجی: 5 (شیء اصلی تغییر کرده است)

این مثال هرگونه دسترسی به خصوصیت و تغییر آن را ثبت می‌کند و یک ردپای دقیق از تعاملات شیء ارائه می‌دهد. این می‌تواند به ویژه در برنامه‌های پیچیده که ردیابی منبع خطاها دشوار است، مفید باشد.

دیدگاه جهانی: هنگام اشکال‌زدایی برنامه‌هایی که در مناطق زمانی مختلف استفاده می‌شوند، ثبت وقایع با برچسب‌های زمانی دقیق ضروری است. پراکسی‌ها می‌توانند با کتابخانه‌هایی که تبدیل مناطق زمانی را انجام می‌دهند ترکیب شوند، و تضمین کنند که ورودی‌های لاگ بدون توجه به موقعیت جغرافیایی کاربر، سازگار و قابل تحلیل هستند.

۴. کنترل دسترسی

پراکسی‌ها می‌توانند برای محدود کردن دسترسی به خصوصیات یا متدهای خاص یک شیء استفاده شوند. این برای پیاده‌سازی اقدامات امنیتی یا اعمال استانداردهای کدنویسی مفید است.

const secretData = {
  sensitiveInfo: 'این اطلاعات محرمانه است'
};

const accessControlHandler = {
  get: function(target, property) {
    if (property === 'sensitiveInfo') {
      // فقط در صورتی که کاربر احراز هویت شده باشد، اجازه دسترسی بده
      if (!isAuthenticated()) {
        return 'دسترسی رد شد';
      }
    }
    return target[property];
  }
};

function isAuthenticated() {
  // با منطق احراز هویت خود جایگزین کنید
  return false; // یا true بر اساس احراز هویت کاربر
}

const securedData = new Proxy(secretData, accessControlHandler);

console.log(securedData.sensitiveInfo); // خروجی: دسترسی رد شد (اگر احراز هویت نشده باشد)

// شبیه‌سازی احراز هویت (با منطق واقعی احراز هویت جایگزین کنید)
function isAuthenticated() {
  return true;
}

console.log(securedData.sensitiveInfo); // خروجی: این اطلاعات محرمانه است (اگر احراز هویت شده باشد)

این مثال تنها در صورتی اجازه دسترسی به خصوصیت sensitiveInfo را می‌دهد که کاربر احراز هویت شده باشد.

دیدگاه جهانی: کنترل دسترسی در برنامه‌هایی که با داده‌های حساس مطابق با مقررات مختلف بین‌المللی مانند GDPR (اروپا)، CCPA (کالیفرنیا) و غیره سروکار دارند، بسیار مهم است. پراکسی‌ها می‌توانند سیاست‌های دسترسی به داده‌های مختص هر منطقه را اعمال کنند و تضمین کنند که داده‌های کاربر به صورت مسئولانه و مطابق با قوانین محلی مدیریت می‌شوند.

۵. تغییرناپذیری (Immutability)

پراکسی‌ها می‌توانند برای ایجاد اشیاء تغییرناپذیر استفاده شوند تا از تغییرات تصادفی جلوگیری کنند. این امر به ویژه در پارادایم‌های برنامه‌نویسی تابعی که در آن تغییرناپذیری داده‌ها بسیار ارزشمند است، مفید است.

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

  const handler = {
    set: function(target, property, value) {
      throw new Error('نمی‌توان شیء تغییرناپذیر را اصلاح کرد');
    },
    deleteProperty: function(target, property) {
      throw new Error('نمی‌توان خصوصیتی را از شیء تغییرناپذیر حذف کرد');
    },
    setPrototypeOf: function(target, prototype) {
      throw new Error('نمی‌توان پروتوتایپ شیء تغییرناپذیر را تنظیم کرد');
    }
  };

  const proxy = new Proxy(obj, handler);

  // به صورت بازگشتی اشیاء تودرتو را فریز کن
  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; // خطا پرتاب می‌کند
} catch (e) {
  console.error(e);
}

try {
  immutableObject.b.c = 10; // خطا پرتاب می‌کند (چون b نیز فریز شده است)
} catch (e) {
  console.error(e);
}

این مثال یک شیء عمیقاً تغییرناپذیر ایجاد می‌کند و از هرگونه تغییر در خصوصیات یا پروتوتایپ آن جلوگیری می‌کند.

۶. مقادیر پیش‌فرض برای خصوصیات ناموجود

پراکسی‌ها می‌توانند مقادیر پیش‌فرض را هنگام تلاش برای دسترسی به خصوصیتی که در شیء هدف وجود ندارد، فراهم کنند. این می‌تواند با جلوگیری از نیاز به بررسی مداوم برای خصوصیات تعریف نشده، کد شما را ساده‌تر کند.

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

const defaultHandler = {
  get: function(target, property) {
    if (property in target) {
      return target[property];
    } else if (property in defaultValues) {
      console.log(`استفاده از مقدار پیش‌فرض برای ${property}`);
      return defaultValues[property];
    } else {
      return undefined;
    }
  }
};

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

console.log(proxiedObject.name);    // خروجی: Alice
console.log(proxiedObject.age);     // خروجی: استفاده از مقدار پیش‌فرض برای age
                                  //         0
console.log(proxiedObject.city);    // خروجی: undefined (مقدار پیش‌فرض وجود ندارد)

این مثال نشان می‌دهد چگونه می‌توان مقادیر پیش‌فرض را زمانی که یک خصوصیت در شیء اصلی یافت نمی‌شود، برگرداند.

ملاحظات عملکرد

در حالی که پراکسی‌ها انعطاف‌پذیری و قدرت قابل توجهی ارائه می‌دهند، مهم است که از تأثیر بالقوه آن‌ها بر عملکرد آگاه باشید. رهگیری عملیات شیء با تله‌ها، سرباری را ایجاد می‌کند که می‌تواند بر عملکرد تأثیر بگذارد، به خصوص در برنامه‌هایی که عملکرد در آن‌ها حیاتی است.

در اینجا چند نکته برای بهینه‌سازی عملکرد پراکسی آورده شده است:

• تعداد تله‌ها را به حداقل برسانید: فقط برای عملیاتی که واقعاً نیاز به رهگیری دارید، تله تعریف کنید.
• تله‌ها را سبک نگه دارید: از عملیات پیچیده یا محاسباتی سنگین در تله‌های خود اجتناب کنید.
• نتایج را کش کنید: اگر یک تله یک محاسبه انجام می‌دهد، نتیجه را کش کنید تا از تکرار محاسبه در فراخوانی‌های بعدی جلوگیری شود.
• راه حل‌های جایگزین را در نظر بگیرید: اگر عملکرد حیاتی است و مزایای استفاده از پراکسی جزئی است، راه حل‌های جایگزینی را که ممکن است عملکرد بهتری داشته باشند، در نظر بگیرید.

سازگاری مرورگر

اشیاء پراکسی جاوا اسکریپت در تمام مرورگرهای مدرن از جمله کروم، فایرفاکس، سافاری و اج پشتیبانی می‌شوند. با این حال، مرورگرهای قدیمی‌تر (مانند اینترنت اکسپلورر) از پراکسی‌ها پشتیبانی نمی‌کنند. هنگام توسعه برای مخاطبان جهانی، مهم است که سازگاری مرورگر را در نظر بگیرید و در صورت لزوم، مکانیزم‌های جایگزین (fallback) برای مرورگرهای قدیمی‌تر فراهم کنید.

شما می‌توانید از تشخیص ویژگی (feature detection) برای بررسی اینکه آیا پراکسی‌ها در مرورگر کاربر پشتیبانی می‌شوند یا نه، استفاده کنید:

if (typeof Proxy === 'undefined') {
  // پراکسی پشتیبانی نمی‌شود
  console.log('پراکسی‌ها در این مرورگر پشتیبانی نمی‌شوند');
  // یک مکانیزم جایگزین پیاده‌سازی کنید
}

جایگزین‌های پراکسی‌ها

در حالی که پراکسی‌ها مجموعه منحصر به فردی از قابلیت‌ها را ارائه می‌دهند، رویکردهای جایگزینی وجود دارند که می‌توانند برای دستیابی به نتایج مشابه در برخی سناریوها استفاده شوند.

• Object.defineProperty(): به شما امکان می‌دهد getter و setter های سفارشی برای خصوصیات فردی تعریف کنید.
• وراثت (Inheritance): می‌توانید یک زیرکلاس از یک شیء ایجاد کرده و متدهای آن را برای سفارشی‌سازی رفتارش بازنویسی کنید.
• الگوهای طراحی (Design patterns): الگوهایی مانند الگوی Decorator می‌توانند برای افزودن قابلیت به اشیاء به صورت پویا استفاده شوند.

انتخاب اینکه از کدام رویکرد استفاده کنید به نیازمندی‌های خاص برنامه شما و سطح کنترلی که بر تعاملات شیء نیاز دارید، بستگی دارد.

نتیجه‌گیری

اشیاء پراکسی جاوا اسکریپت یک ابزار قدرتمند برای دستکاری پیشرفته داده‌ها هستند که کنترل دقیقی بر عملیات شیء ارائه می‌دهند. آن‌ها به شما امکان می‌دهند اعتبارسنجی داده‌ها، مجازی‌سازی اشیاء، ثبت وقایع، کنترل دسترسی و موارد دیگر را پیاده‌سازی کنید. با درک قابلیت‌های اشیاء پراکسی و پیامدهای بالقوه عملکرد آن‌ها، می‌توانید از آن‌ها برای ایجاد برنامه‌های انعطاف‌پذیرتر، کارآمدتر و قوی‌تر برای مخاطبان جهانی استفاده کنید. در حالی که درک محدودیت‌های عملکرد حیاتی است، استفاده استراتژیک از پراکسی‌ها می‌تواند منجر به بهبودهای قابل توجهی در قابلیت نگهداری کد و معماری کلی برنامه شود.