M

MLOG

فارسی

کاوش الگوی ناظر در برنامه‌نویسی واکنشی: اصول، مزایا، نمونه‌های پیاده‌سازی و کاربردهای عملی برای ساخت نرم‌افزارهای پاسخگو و مقیاس‌پذیر.

برنامه‌نویسی واکنشی: تسلط بر الگوی ناظر

در چشم‌انداز همیشه در حال تکامل توسعه نرم‌افزار، ساخت برنامه‌هایی که پاسخگو، مقیاس‌پذیر و قابل نگهداری باشند، از اهمیت بالایی برخوردار است. برنامه‌نویسی واکنشی یک تغییر پارادایم ارائه می‌دهد که بر جریان‌های داده ناهمگام و انتشار تغییرات تمرکز دارد. یک سنگ بنای این رویکرد، الگوی ناظر است، یک الگوی طراحی رفتاری که وابستگی یک به چند را بین اشیاء تعریف می‌کند، و به یک شی (موضوع) اجازه می‌دهد تا به تمام اشیاء وابسته (ناظران) خود از هرگونه تغییر حالت، به‌طور خودکار اطلاع دهد.

درک الگوی ناظر

الگوی ناظر، موضوعات را به زیبایی از ناظران خود جدا می‌کند. به‌جای اینکه یک موضوع، متدها را در ناظران خود بشناسد و مستقیماً فراخوانی کند، فهرستی از ناظران را نگه می‌دارد و آنها را از تغییرات حالت مطلع می‌کند. این جداسازی باعث ارتقای ماژولار بودن، انعطاف‌پذیری و قابلیت آزمایش در پایگاه کد شما می‌شود.

اجزای کلیدی:

آنالوگ دنیای واقعی:

آژانس خبری (موضوع) و مشترکان آن (ناظران) را در نظر بگیرید. هنگامی که یک آژانس خبری مقاله جدیدی منتشر می‌کند (تغییر حالت)، اعلان‌هایی را به تمام مشترکان خود ارسال می‌کند. مشترکین نیز به‌نوبه خود، اطلاعات را مصرف می‌کنند و بر این اساس واکنش نشان می‌دهند. هیچ مشترکی از جزئیات سایر مشترکین اطلاع ندارد و آژانس خبری فقط بر انتشار بدون نگرانی در مورد مصرف‌کنندگان تمرکز دارد.

مزایای استفاده از الگوی ناظر

پیاده‌سازی الگوی ناظر، مزایای فراوانی را برای برنامه‌های شما باز می‌کند:

پیاده‌سازی الگوی ناظر

پیاده‌سازی الگوی ناظر معمولاً شامل تعریف رابط‌ها یا کلاس‌های انتزاعی برای موضوع و ناظر، و به‌دنبال آن پیاده‌سازی‌های مشخص است.

پیاده‌سازی مفهومی (شبه‌کد):


interface Observer {
  update(subject: Subject): void;
}

interface Subject {
  attach(observer: Observer): void;
  detach(observer: Observer): void;
  notify(): void;
}

class ConcreteSubject implements Subject {
  private state: any;
  private observers: Observer[] = [];

  constructor(initialState: any) {
    this.state = initialState;
  }

  attach(observer: Observer): void {
    this.observers.push(observer);
  }

  detach(observer: Observer): void {
    this.observers = this.observers.filter(obs => obs !== observer);
  }

  notify(): void {
    for (const observer of this.observers) {
      observer.update(this);
    }
  }

  setState(newState: any): void {
    this.state = newState;
    this.notify();
  }

  getState(): any {
    return this.state;
  }
}

class ConcreteObserverA implements Observer {
  private subject: ConcreteSubject;

  constructor(subject: ConcreteSubject) {
    this.subject = subject;
    subject.attach(this);
  }

  update(subject: ConcreteSubject): void {
    console.log("ConcreteObserverA: Reacted to the event with state:", subject.getState());
  }
}

class ConcreteObserverB implements Observer {
  private subject: ConcreteSubject;

  constructor(subject: ConcreteSubject) {
    this.subject = subject;
    subject.attach(this);
  }

  update(subject: ConcreteSubject): void {
    console.log("ConcreteObserverB: Reacted to the event with state:", subject.getState());
  }
}

// Usage
const subject = new ConcreteSubject("Initial State");

const observerA = new ConcreteObserverA(subject);
const observerB = new ConcreteObserverB(subject);

subject.setState("New State");

مثال در جاوا اسکریپت/تایپ اسکریپت


class Subject {
  constructor() {
    this.observers = [];
  }

  subscribe(observer) {
    this.observers.push(observer);
  }

  unsubscribe(observer) {
    this.observers = this.observers.filter(obs => obs !== observer);
  }

  notify(data) {
    this.observers.forEach(observer => {
      observer.update(data);
    });
  }
}

class Observer {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  update(data) {
    console.log(`${this.name} received data: ${data}`);
  }
}

const subject = new Subject();

const observer1 = new Observer("Observer 1");
const observer2 = new Observer("Observer 2");

subject.subscribe(observer1);
subject.subscribe(observer2);

subject.notify("Hello from Subject!");

subject.unsubscribe(observer2);

subject.notify("Another message!");

کاربردهای عملی الگوی ناظر

الگوی ناظر در سناریوهای مختلفی که نیاز به انتشار تغییرات به چندین مؤلفه وابسته دارید، می‌درخشد. در اینجا برخی از کاربردهای رایج آورده شده است:

برنامه‌نویسی واکنشی و الگوی ناظر

الگوی ناظر یک بلوک ساختمانی اساسی برنامه‌نویسی واکنشی است. برنامه‌نویسی واکنشی الگوی ناظر را گسترش می‌دهد تا جریان‌های داده ناهمگام را مدیریت کند، و شما را قادر می‌سازد برنامه‌هایی با پاسخگویی و مقیاس‌پذیری بالا بسازید.

جریان‌های واکنشی:

جریان‌های واکنشی یک استاندارد برای پردازش جریان ناهمگام با فشار برگشتی ارائه می‌دهد. کتابخانه‌هایی مانند RxJava، Reactor و RxJS جریان‌های واکنشی را پیاده‌سازی می‌کنند و عملگرهای قدرتمندی را برای تبدیل، فیلتر کردن و ترکیب جریان‌های داده ارائه می‌دهند.

مثال با RxJS (جاوا اسکریپت):


const { Observable } = require('rxjs');
const { map, filter } = require('rxjs/operators');

const observable = new Observable(subscriber => {
  subscriber.next(1);
  subscriber.next(2);
  subscriber.next(3);
  setTimeout(() => {
    subscriber.next(4);
    subscriber.complete();
  }, 1000);
});

observable.pipe(
  filter(value => value % 2 === 0),
  map(value => value * 10)
).subscribe({
  next: value => console.log('Received: ' + value),
  error: err => console.log('Error: ' + err),
  complete: () => console.log('Completed')
});

// Output:
// Received: 20
// Received: 40
// Completed

در این مثال، RxJS یک `Observable` (موضوع) ارائه می‌دهد و متد `subscribe` امکان ایجاد ناظران را فراهم می‌کند. متد `pipe` امکان زنجیر کردن عملگرهایی مانند `filter` و `map` را برای تبدیل جریان داده فراهم می‌کند.

انتخاب پیاده‌سازی مناسب

در حالی که مفهوم اصلی الگوی ناظر ثابت می‌ماند، پیاده‌سازی خاص می‌تواند بسته به زبان برنامه‌نویسی و چارچوبی که استفاده می‌کنید متفاوت باشد. در اینجا برخی از ملاحظات هنگام انتخاب یک پیاده‌سازی آورده شده است:

اشتباهات رایج که باید از آن‌ها اجتناب کرد

در حالی که الگوی ناظر مزایای قابل‌توجهی را ارائه می‌دهد، آگاهی از خطرات احتمالی مهم است:

ملاحظات جهانی

هنگام طراحی برنامه‌ها با استفاده از الگوی ناظر برای مخاطبان جهانی، این عوامل را در نظر بگیرید:

نتیجه‌گیری

الگوی ناظر یک ابزار قدرتمند برای ساخت برنامه‌های پاسخگو، مقیاس‌پذیر و قابل نگهداری است. با جدا کردن موضوعات از ناظران، می‌توانید یک پایگاه کد انعطاف‌پذیرتر و ماژولارتر ایجاد کنید. هنگامی که با اصول و کتابخانه‌های برنامه‌نویسی واکنشی ترکیب شود، الگوی ناظر شما را قادر می‌سازد جریان‌های داده ناهمگام را مدیریت کرده و برنامه‌های تعاملی و بی‌درنگ بسازید. درک و اعمال مؤثر الگوی ناظر می‌تواند کیفیت و معماری پروژه‌های نرم‌افزاری شما را به‌ویژه در دنیای امروز که به‌طور فزاینده‌ای پویا و مبتنی بر داده است، به‌طور قابل‌توجهی بهبود بخشد. همان‌طور که عمیق‌تر در برنامه‌نویسی واکنشی کاوش می‌کنید، متوجه خواهید شد که الگوی ناظر فقط یک الگوی طراحی نیست، بلکه یک مفهوم اساسی است که بسیاری از سیستم‌های واکنشی را پشتیبانی می‌کند.

با در نظر گرفتن دقیق مبادلات و خطرات احتمالی، می‌توانید از الگوی ناظر برای ساخت برنامه‌های قوی و کارآمدی استفاده کنید که نیازهای کاربران شما را برآورده می‌کنند، بدون توجه به جایی که در جهان هستند. به کاوش، آزمایش و به‌کارگیری این اصول برای ایجاد راه‌حل‌های واقعاً پویا و واکنشی ادامه دهید.