جاوا اسکریپت Top-Level Await: آزادسازی مقداردهی اولیه ماژول‌های ناهمزمان

await سطح بالا (Top-level) یک ویژگی قدرتمند در جاوا اسکریپت مدرن است که مقداردهی اولیه ماژول‌های ناهمزمان را ساده می‌کند. این ویژگی به شما امکان می‌دهد تا از await خارج از یک تابع async، در سطح بالای یک ماژول استفاده کنید. این امر امکانات جدیدی را برای بارگذاری وابستگی‌ها، پیکربندی ماژول‌ها و انجام عملیات ناهمزمان قبل از اجرای کد ماژول شما فراهم می‌کند. این مقاله راهنمای جامعی برای await سطح بالا ارائه می‌دهد و سینتکس، موارد استفاده، مزایا، مشکلات احتمالی و بهترین شیوه‌ها را برای توسعه‌دهندگان در سراسر جهان پوشش می‌دهد.

درک Top-Level Await

Top-Level Await چیست؟

در جاوا اسکریپت سنتی، کلمه کلیدی await فقط می‌توانست در داخل توابعی که با کلمه کلیدی async تعریف شده بودند، استفاده شود. await سطح بالا این محدودیت را در ماژول‌های جاوا اسکریپت حذف می‌کند. این ویژگی به شما امکان می‌دهد تا یک promise را مستقیماً در حوزه سراسری (global scope) یک ماژول await کنید و اجرای ماژول را تا زمان حل شدن (resolve) promise متوقف کنید. این امر به ویژه برای کارهایی مانند دریافت داده از یک API، خواندن فایل‌ها یا برقراری اتصال به پایگاه داده قبل از شروع منطق ماژول شما مفید است.

سینتکس

سینتکس آن ساده است. کافی است کلمه کلیدی await را به دنبال یک promise در سطح بالای ماژول خود استفاده کنید:

            // myModule.js
const data = await fetch('/api/data');
const jsonData = await data.json();

console.log(jsonData);

            

              
                Copy
              
            
          

اهمیت زمینه (Context) ماژول

درک این نکته بسیار مهم است که await سطح بالا فقط در ماژول‌های ECMAScript (ES) کار می‌کند. ماژول‌های ES استاندارد مدرن برای ماژول‌های جاوا اسکریپت هستند که با پسوند .js و یا یک ویژگی type="module" در تگ <script> یا یک فایل package.json با "type": "module" مشخص می‌شوند. اگر سعی کنید از await سطح بالا در یک اسکریپت سنتی یا یک ماژول CommonJS استفاده کنید، با خطا مواجه خواهید شد.

موارد استفاده از Top-Level Await

await سطح بالا طیف وسیعی از امکانات را برای مقداردهی اولیه ماژول‌های ناهمزمان باز می‌کند. در اینجا برخی از موارد استفاده رایج آورده شده است:

۱. بارگذاری دینامیک وابستگی‌ها

سناریویی را تصور کنید که در آن نیاز به بارگذاری یک کتابخانه خاص بر اساس ترجیحات کاربر یا متغیرهای محیطی دارید. await سطح بالا به شما امکان می‌دهد تا ماژول‌ها را پس از ارزیابی این شرایط به صورت دینامیک وارد (import) کنید.

            // dynamicModuleLoader.js
let library;
if (userSettings.theme === 'dark') {
  library = await import('./darkThemeLibrary.js');
} else {
  library = await import('./lightThemeLibrary.js');
}

library.initialize();

            

              
                Copy
              
            
          

۲. دریافت پیکربندی

اپلیکیشن‌ها اغلب برای تعریف تنظیمات به فایل‌های پیکربندی یا سرویس‌های راه دور متکی هستند. await سطح بالا می‌تواند برای دریافت این پیکربندی‌ها قبل از شروع اپلیکیشن استفاده شود و اطمینان حاصل کند که همه ماژول‌ها به پارامترهای لازم دسترسی دارند.

            // config.js
const response = await fetch('/config.json');
const config = await response.json();

export default config;

// app.js
import config from './config.js';

console.log(config.apiUrl);

            

              
                Copy
              
            
          

۳. مقداردهی اولیه اتصال به پایگاه داده

برای اپلیکیشن‌هایی که با پایگاه‌های داده تعامل دارند، برقراری اتصال قبل از اجرای هرگونه کوئری ضروری است. await سطح بالا به شما امکان می‌دهد تا اتصال پایگاه داده را در یک ماژول مقداردهی اولیه کنید و اطمینان حاصل کنید که قبل از تلاش هر کد دیگری برای استفاده از آن، آماده است.

            // db.js
import { connect } from 'mongoose';

const db = await connect('mongodb://user:password@host:port/database');

export default db;

// userModel.js
import db from './db.js';

const UserSchema = new db.Schema({
  name: String,
  email: String
});

export const User = db.model('User', UserSchema);

            

              
                Copy
              
            
          

۴. احراز هویت و مجوزدهی

در اپلیکیشن‌های امن، بررسی‌های احراز هویت و مجوزدهی ممکن است قبل از اجازه دسترسی به ماژول‌های خاص ضروری باشد. await سطح بالا می‌تواند برای تأیید اعتبارنامه‌ها یا مجوزهای کاربر قبل از ادامه اجرای ماژول استفاده شود.

            // auth.js
const token = localStorage.getItem('authToken');
const isValid = await verifyToken(token);

if (!isValid) {
  window.location.href = '/login'; // Redirect to login page
}

export const isAuthenticated = isValid;

            

              
                Copy
              
            
          

۵. بارگذاری بین‌المللی‌سازی (i18n)

اپلیکیشن‌های جهانی اغلب نیاز به بارگذاری منابع مخصوص زبان قبل از رندر کردن محتوا دارند. await سطح بالا بارگذاری دینامیک این منابع را بر اساس منطقه (locale) کاربر ساده می‌کند.

            // i18n.js
const locale = navigator.language || navigator.userLanguage;
const messages = await import(`./locales/${locale}.json`);

export default messages;

            

              
                Copy
              
            
          

مزایای Top-Level Await

await سطح بالا چندین مزیت کلیدی را ارائه می‌دهد:

• مقداردهی اولیه ناهمزمان ساده‌شده: این ویژگی نیاز به قرار دادن عملیات ناهمزمان در توابع async که بلافاصله فراخوانی می‌شوند (IIAFEs) یا زنجیره‌های پیچیده promise را از بین می‌برد.
• خوانایی بهتر کد: کد خطی‌تر و فهم آن آسان‌تر می‌شود، زیرا عملیات ناهمزمان مستقیماً در سطح بالا مدیریت می‌شوند.
• کاهش کدهای تکراری (Boilerplate): این ویژگی میزان کدهای تکراری مورد نیاز برای انجام مقداردهی اولیه ناهمزمان را کاهش می‌دهد و منجر به ماژول‌های تمیزتر و قابل نگهداری‌تر می‌شود.
• وابستگی‌های پیشرفته ماژول: این ویژگی به ماژول‌ها اجازه می‌دهد تا قبل از شروع اجرای خود به نتایج عملیات ناهمزمان وابسته باشند و اطمینان حاصل شود که همه وابستگی‌ها برآورده شده‌اند.

مشکلات و ملاحظات احتمالی

در حالی که await سطح بالا مزایای قابل توجهی دارد، آگاهی از مشکلات و ملاحظات احتمالی ضروری است:

۱. مسدود کردن اجرای ماژول

استفاده از await در سطح بالا اجرای ماژول را تا زمان حل شدن promise مسدود می‌کند. این امر به طور بالقوه می‌تواند بر زمان راه‌اندازی اپلیکیشن شما تأثیر بگذارد، به خصوص اگر عملیات مورد انتظار کند باشد. پیامدهای عملکردی را با دقت در نظر بگیرید و در صورت امکان عملیات ناهمزمان را بهینه کنید. استفاده از یک وقفه زمانی (timeout) برای جلوگیری از مسدود شدن نامحدود یا پیاده‌سازی مکانیزم تلاش مجدد برای درخواست‌های شبکه را در نظر بگیرید.

۲. وابستگی‌های چرخه‌ای

هنگام استفاده از await سطح بالا در ماژول‌هایی که وابستگی‌های چرخه‌ای دارند، محتاط باشید. وابستگی‌های چرخه‌ای می‌توانند منجر به بن‌بست (deadlock) شوند اگر چندین ماژول منتظر حل شدن یکدیگر باشند. ماژول‌های خود را طوری طراحی کنید که از وابستگی‌های چرخه‌ای اجتناب کنند یا از importهای دینامیک برای شکستن چرخه استفاده کنید.

۳. مدیریت خطا

مدیریت صحیح خطا هنگام استفاده از await سطح بالا بسیار مهم است. از بلوک‌های try...catch برای مدیریت خطاهای احتمالی در طول عملیات ناهمزمان استفاده کنید. خطاهای مدیریت‌نشده می‌توانند از مقداردهی اولیه صحیح ماژول شما جلوگیری کرده و منجر به رفتار غیرمنتظره شوند. پیاده‌سازی مکانیزم‌های مدیریت خطای سراسری را برای گرفتن و ثبت هرگونه استثنای مدیریت‌نشده در نظر بگیرید.

            // errorHandling.js
try {
  const data = await fetchData();
  console.log(data);
} catch (error) {
  console.error('Error fetching data:', error);
  // Handle the error appropriately (e.g., display an error message)
}

            

              
                Copy
              
            
          

۴. سازگاری مرورگر

در حالی که await سطح بالا در مرورگرهای مدرن به طور گسترده پشتیبانی می‌شود، مرورگرهای قدیمی‌تر ممکن است از آن پشتیبانی نکنند. اطمینان حاصل کنید که در صورت لزوم از یک ترنسپایلر مانند Babel یا TypeScript برای هدف قرار دادن مرورگرهای قدیمی‌تر استفاده می‌کنید. جداول سازگاری را بررسی کنید تا مشخص شود کدام مرورگرها به طور بومی از این ویژگی پشتیبانی می‌کنند و کدام‌ها به ترنسپایل نیاز دارند.

۵. ملاحظات عملکردی

از استفاده از await سطح بالا برای عملیات غیرحیاتی که می‌توانند به صورت ناهمزمان و بدون مسدود کردن اجرای ماژول انجام شوند، خودداری کنید. وظایف غیرضروری را به فرآیندهای پس‌زمینه موکول کنید یا از web workerها برای جلوگیری از تأثیر بر عملکرد نخ اصلی (main thread) استفاده کنید. اپلیکیشن خود را پروفایل کنید تا هرگونه گلوگاه عملکردی ناشی از await سطح بالا را شناسایی و بر اساس آن بهینه‌سازی کنید.

بهترین شیوه‌ها برای استفاده از Top-Level Await

برای استفاده مؤثر از await سطح بالا، این بهترین شیوه‌ها را دنبال کنید:

• از آن به صورت هوشمندانه استفاده کنید: فقط زمانی از await سطح بالا استفاده کنید که لازم است اطمینان حاصل شود یک ماژول قبل از اینکه ماژول‌های دیگر به آن وابسته شوند، به طور کامل مقداردهی اولیه شده است.
• عملیات ناهمزمان را بهینه کنید: با بهینه‌سازی درخواست‌های شبکه، کوئری‌های پایگاه داده و سایر عملیات ناهمزمان، زمان لازم برای حل شدن promiseهای مورد انتظار را به حداقل برسانید.
• مدیریت خطا را پیاده‌سازی کنید: از بلوک‌های try...catch برای مدیریت خطاهای احتمالی و جلوگیری از شکست بی‌صدای مقداردهی اولیه ماژول استفاده کنید.
• از وابستگی‌های چرخه‌ای اجتناب کنید: ماژول‌های خود را طوری طراحی کنید که از وابستگی‌های چرخه‌ای که می‌توانند منجر به بن‌بست شوند، اجتناب کنند.
• سازگاری مرورگر را در نظر بگیرید: در صورت لزوم از یک ترنسپایلر برای هدف قرار دادن مرورگرهای قدیمی‌تر استفاده کنید.
• کد خود را مستندسازی کنید: استفاده از await سطح بالا را در ماژول‌های خود به وضوح مستند کنید تا به سایر توسعه‌دهندگان در درک هدف و رفتار آن کمک کند.

نمونه‌ها در فریمورک‌ها و محیط‌های مختلف

استفاده از await سطح بالا به محیط‌ها و فریمورک‌های مختلف جاوا اسکریپت گسترش می‌یابد. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

۱. Node.js

در Node.js، اطمینان حاصل کنید که از ماژول‌های ES (پسوند .mjs یا "type": "module" در package.json) استفاده می‌کنید.

            // index.mjs
import express from 'express';
import { connect } from 'mongoose';

const app = express();

// Connect to MongoDB
const db = await connect('mongodb://user:password@host:port/database');

// Define routes
app.get('/', (req, res) => {
  res.send('Hello, world!');
});

// Start the server
app.listen(3000, () => {
  console.log('Server listening on port 3000');
});

            

              
                Copy
              
            
          

۲. React

با React، می‌توانید از await سطح بالا در حوزه ماژول استفاده کنید اما نه مستقیماً در داخل کامپوننت‌های React. از آن برای مقداردهی اولیه در سطح ماژول قبل از وارد کردن کامپوننت‌های React خود استفاده کنید.

            // api.js
const API_URL = await fetch('/api/config').then(res => res.json()).then(config => config.API_URL);

export const fetchData = async () => {
  const response = await fetch(`${API_URL}/data`);
  return response.json();
};

// MyComponent.jsx
import { fetchData } from './api.js';
import React, { useEffect, useState } from 'react';

function MyComponent() {
  const [data, setData] = useState(null);

  useEffect(() => {
    async function loadData() {
      const result = await fetchData();
      setData(result);
    }

    loadData();
  }, []);

  return (
    <div>
      {data ? <pre>{JSON.stringify(data, null, 2)}</pre> : <p>Loading...</p>}
    </div>
  );
}

export default MyComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

۳. Vue.js

مشابه React، از await سطح بالا برای مقداردهی اولیه در سطح ماژول خارج از کامپوننت‌های Vue استفاده کنید.

            // services/userService.js
const API_BASE_URL = await fetch('/api/config').then(res => res.json()).then(config => config.API_BASE_URL);

export const fetchUsers = async () => {
  const response = await fetch(`${API_BASE_URL}/users`);
  return response.json();
};

// components/UserList.vue
<template>
  <div>
    <ul>
      <li v-for="user in users" :key="user.id">{{ user.name }}</li>
    </ul>
  </div>
</template>

<script>
import { fetchUsers } from '../services/userService';
import { ref, onMounted } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const users = ref([]);

    onMounted(async () => {
      users.value = await fetchUsers();
    });

    return { users };
  }
};
</script>

            

              
                Copy
              
            
          

۴. توابع بدون سرور (AWS Lambda, Google Cloud Functions, Azure Functions)

await سطح بالا می‌تواند برای مقداردهی اولیه منابع یا پیکربندی‌هایی که در فراخوانی‌های متعدد توابع مجدداً استفاده می‌شوند، مفید باشد و از ویژگی‌های استفاده مجدد کانتینر در پلتفرم‌های بدون سرور بهره‌برداری کند.

            // index.js (AWS Lambda example)
import { connect } from 'mongoose';

// Initialize the database connection once for the lifetime of the Lambda execution environment
const db = await connect(process.env.MONGODB_URI);

export const handler = async (event) => {
  // Use the established database connection 'db'
  // ...

  return {
    statusCode: 200,
    body: JSON.stringify({
      message: 'Go Serverless v3.0! Your function executed successfully!',
    }),
  };
};

            

              
                Copy
              
            
          

نتیجه‌گیری

await سطح بالا یک افزوده ارزشمند به زبان جاوا اسکریپت است که مقداردهی اولیه ماژول‌های ناهمزمان را ساده کرده و خوانایی کد را بهبود می‌بخشد. با درک سینتکس، موارد استفاده، مزایا و مشکلات احتمالی آن، توسعه‌دهندگان می‌توانند به طور مؤثر از این ویژگی برای ساخت اپلیکیشن‌های قوی‌تر و قابل نگهداری‌تر استفاده کنند. به یاد داشته باشید که از آن به صورت هوشمندانه استفاده کنید، عملیات ناهمزمان را بهینه کنید و خطاها را به درستی مدیریت کنید تا اطمینان حاصل شود که ماژول‌های شما به درستی مقداردهی اولیه می‌شوند و اپلیکیشن شما به طور کارآمد عمل می‌کند. نیازهای متنوع مخاطبان جهانی را هنگام ساخت اپلیکیشن‌ها در نظر بگیرید و اطمینان حاصل کنید که عملیات ناهمزمان مانند دریافت پیکربندی در مناطقی با شرایط شبکه متفاوت، عملکرد مناسبی دارند.