JavaScript modulių paslaugos vietos nustatymas: paaiškinta priklausomybių išrinkimas

JavaScript evoliucija atnešė keletą būdų, kaip organizuoti kodą į daugkartinio naudojimo vienetus, vadinamus moduliais. Supratimas, kaip šie moduliai yra randami ir kaip išsprendžiamos jų priklausomybės, yra labai svarbus kuriant mastelio keitimui pritaikytas ir lengvai prižiūrimas programas. Šiame vadove pateikiama išsami JavaScript modulių paslaugos vietos nustatymo ir priklausomybių išrinkimo apžvalga įvairiose aplinkose.

Kas yra modulių paslaugos vietos nustatymas ir priklausomybių išrinkimas?

Modulio paslaugos vietos nustatymas (angl. Module Service Location) reiškia procesą, kurio metu randamas teisingas fizinis failas ar resursas, susijęs su modulio identifikatoriumi (pvz., modulio pavadinimu ar failo keliu). Tai atsako į klausimą: „Kur yra man reikalingas modulis?“

Priklausomybių išrinkimas (angl. Dependency Resolution) yra procesas, kurio metu identifikuojamos ir įkeliamos visos moduliui reikalingos priklausomybės. Tai apima priklausomybių medžio perėjimą, siekiant užtikrinti, kad visi reikalingi moduliai būtų prieinami prieš vykdymą. Tai atsako į klausimą: „Kokių kitų modulių reikia šiam moduliui ir kur jie yra?“

Šie du procesai yra glaudžiai susiję. Kai modulis pareikalauja kito modulio kaip priklausomybės, modulių įkėlėjas pirmiausia turi nustatyti paslaugos (modulio) vietą, o tada išrinkti visas papildomas priklausomybes, kurias tas modulis įveda.

Kodėl svarbu suprasti modulių paslaugos vietos nustatymą?

• Kodo organizavimas: Moduliai skatina geresnį kodo organizavimą ir atsakomybių atskyrimą. Supratimas, kaip moduliai yra randami, leidžia efektyviau struktūrizuoti projektus.
• Daugkartinis panaudojimas: Modulius galima pakartotinai naudoti skirtingose programos dalyse ar net skirtinguose projektuose. Tinkamas paslaugos vietos nustatymas užtikrina, kad modulius galima rasti ir teisingai įkelti.
• Priežiūros paprastumas: Gerai organizuotą kodą lengviau prižiūrėti ir derinti. Aiškios modulių ribos ir nuspėjamas priklausomybių išrinkimas mažina klaidų riziką ir palengvina kodo bazės supratimą.
• Našumas: Efektyvus modulių įkėlimas gali ženkliai paveikti programos našumą. Supratimas, kaip moduliai yra išrenkami, leidžia optimizuoti įkėlimo strategijas ir sumažinti nereikalingas užklausas.
• Bendradarbiavimas: Dirbant komandose, nuoseklūs modulių modeliai ir išrinkimo strategijos labai supaprastina bendradarbiavimą.

JavaScript modulių sistemų evoliucija

JavaScript vystėsi per kelias modulių sistemas, kurių kiekviena turėjo savo požiūrį į paslaugos vietos nustatymą ir priklausomybių išrinkimą:

1. Globalus įtraukimas naudojant „script“ žymą (senasis būdas)

Prieš atsirandant formalioms modulių sistemoms, JavaScript kodas paprastai buvo įtraukiamas naudojant <script> žymas HTML faile. Priklausomybės buvo valdomos netiesiogiai, pasikliaujant scenarijų įtraukimo tvarka, siekiant užtikrinti, kad reikalingas kodas būtų prieinamas. Šis požiūris turėjo keletą trūkumų:

• Globalios vardų erdvės tarša: Visi kintamieji ir funkcijos buvo deklaruojami globalioje erdvėje, o tai galėjo sukelti pavadinimų konfliktus.
• Priklausomybių valdymas: Sunku sekti priklausomybes ir užtikrinti, kad jos būtų įkeltos teisinga tvarka.
• Daugkartinis panaudojimas: Kodas dažnai buvo glaudžiai susijęs ir sunkiai pakartotinai naudojamas skirtinguose kontekstuose.

Pavyzdys:

<script src="lib.js"></script>
<script src="app.js"></script>

Šiame paprastame pavyzdyje `app.js` priklauso nuo `lib.js`. Įtraukimo tvarka yra labai svarbi; jei `app.js` bus įtrauktas prieš `lib.js`, tai greičiausiai sukels klaidą.

2. CommonJS (Node.js)

CommonJS buvo pirmoji plačiai pritaikyta modulių sistema JavaScript, daugiausia naudojama Node.js. Ji naudoja require() funkciją moduliams importuoti ir module.exports objektą jiems eksportuoti.

Modulio paslaugos vietos nustatymas:

CommonJS vadovaujasi specifiniu modulių išrinkimo algoritmu. Kai iškviečiama require('module-name'), Node.js ieško modulio tokia tvarka:

1. Pagrindiniai moduliai: Jei 'module-name' atitinka integruotą Node.js modulį (pvz., 'fs', 'http'), jis įkeliamas tiesiogiai.
2. Failų keliai: Jei 'module-name' prasideda './' arba '/', jis traktuojamas kaip santykinis arba absoliutus failo kelias.
3. Node moduliai: Node.js ieško katalogo, pavadinto 'node_modules', tokia seka:
   • Dabartiniame kataloge.
   • Tėviniame kataloge.
   • Tėvinio katalogo tėviniame kataloge ir taip toliau, kol pasiekiamas šakninis katalogas.

   Kiekviename 'node_modules' kataloge Node.js ieško katalogo, pavadinto 'module-name', arba failo, pavadinto 'module-name.js'. Jei randamas katalogas, Node.js ieško 'index.js' failo tame kataloge. Jei egzistuoja 'package.json' failas, Node.js ieško 'main' savybės, kad nustatytų įėjimo tašką.

Priklausomybių išrinkimas:

CommonJS atlieka sinchroninį priklausomybių išrinkimą. Kai iškviečiama require(), modulis įkeliamas ir vykdomas nedelsiant. Ši sinchroninė prigimtis tinka serverio pusės aplinkoms, tokioms kaip Node.js, kur prieiga prie failų sistemos yra palyginti greita.

Pavyzdys:

`my_module.js`

// my_module.js
const helper = require('./helper');

function myFunc() {
  return helper.doSomething();
}

module.exports = { myFunc };

`helper.js`

// helper.js
function doSomething() {
  return "Hello from helper!";
}

module.exports = { doSomething };

`app.js`

// app.js
const myModule = require('./my_module');

console.log(myModule.myFunc()); // Išvestis: Hello from helper!

Šiame pavyzdyje `app.js` reikalauja `my_module.js`, kuris savo ruožtu reikalauja `helper.js`. Node.js sinchroniškai išrenka šias priklausomybes pagal pateiktus failų kelius.

3. Asinchroninis modulių apibrėžimas (AMD)

AMD buvo sukurta naršyklės aplinkoms, kur sinchroninis modulių įkėlimas gali blokuoti pagrindinę giją ir neigiamai paveikti našumą. AMD naudoja asinchroninį požiūrį moduliams įkelti, paprastai naudojant funkciją define() moduliams apibrėžti ir require() jiems įkelti.

Modulio paslaugos vietos nustatymas:

AMD pasikliauja modulių įkėlimo biblioteka (pvz., RequireJS), kuri tvarko modulių paslaugos vietos nustatymą. Įkėlėjas paprastai naudoja konfigūracijos objektą, kad susietų modulių identifikatorius su failų keliais. Tai leidžia programuotojams pritaikyti modulių vietas ir įkelti modulius iš skirtingų šaltinių.

Priklausomybių išrinkimas:

AMD atlieka asinchroninį priklausomybių išrinkimą. Kai iškviečiama require(), modulių įkėlėjas gauna modulį ir jo priklausomybes lygiagrečiai. Kai visos priklausomybės yra įkeltos, vykdoma modulio gamyklinė funkcija (angl. factory function). Šis asinchroninis požiūris neleidžia blokuoti pagrindinės gijos ir pagerina programos reakciją.

Pavyzdys (naudojant RequireJS):

`my_module.js`

// my_module.js
define(['./helper'], function(helper) {
  function myFunc() {
    return helper.doSomething();
  }
  return { myFunc };
});

`helper.js`

// helper.js
define(function() {
  function doSomething() {
    return "Hello from helper (AMD)!";
  }
  return { doSomething };
});

`main.js`

// main.js
require(['./my_module'], function(myModule) {
  console.log(myModule.myFunc()); // Išvestis: Hello from helper (AMD)!
});

HTML:

<script data-main="main.js" src="require.js"></script>

Šiame pavyzdyje RequireJS asinchroniškai įkelia `my_module.js` ir `helper.js`. Funkcija define() apibrėžia modulius, o funkcija require() juos įkelia.

4. Universalus modulių apibrėžimas (UMD)

UMD yra šablonas, leidžiantis modulius naudoti tiek CommonJS, tiek AMD aplinkose (ir net kaip globalius scenarijus). Jis nustato, ar yra modulių įkėlėjas (pvz., require() arba define()), ir naudoja atitinkamą mechanizmą moduliams apibrėžti ir įkelti.

Modulio paslaugos vietos nustatymas:

UMD pasikliauja pagrindine modulių sistema (CommonJS arba AMD) modulių paslaugos vietos nustatymui. Jei modulių įkėlėjas yra prieinamas, UMD jį naudoja moduliams įkelti. Priešingu atveju, jis grįžta prie globalių kintamųjų kūrimo.

Priklausomybių išrinkimas:

UMD naudoja pagrindinės modulių sistemos priklausomybių išrinkimo mechanizmą. Jei naudojama CommonJS, priklausomybių išrinkimas yra sinchroninis. Jei naudojama AMD, priklausomybių išrinkimas yra asinchroninis.

Pavyzdys:

(function (root, factory) {
    if (typeof define === 'function' && define.amd) {
        // AMD
        define(['exports'], factory);
    } else if (typeof module === 'object' && module.exports) {
        // CommonJS
        factory(module.exports);
    } else {
        // Naršyklės globalūs kintamieji (root yra window)
        factory(root.myModule = {});
    }
}(typeof self !== 'undefined' ? self : this, function (exports) {
    exports.hello = function() { return "Hello from UMD!";};
}));

Šis UMD modulis gali būti naudojamas CommonJS, AMD arba kaip globalus scenarijus.

5. ECMAScript moduliai (ES moduliai)

ES moduliai (ESM) yra oficiali JavaScript modulių sistema, standartizuota ECMAScript 2015 (ES6). ESM naudoja raktinius žodžius import ir export moduliams apibrėžti ir įkelti. Jie sukurti taip, kad juos būtų galima analizuoti statiškai, o tai leidžia atlikti optimizacijas, tokias kaip „tree shaking“ (nenaudojamo kodo pašalinimas) ir neveikiančio kodo pašalinimas.

Modulio paslaugos vietos nustatymas:

ESM modulių paslaugos vietos nustatymą tvarko JavaScript aplinka (naršyklė arba Node.js). Naršyklės paprastai naudoja URL, kad rastų modulius, o Node.js naudoja sudėtingesnį algoritmą, kuris sujungia failų kelius ir paketų valdymą.

Priklausomybių išrinkimas:

ESM palaiko tiek statinį, tiek dinaminį importavimą. Statiniai importai (import ... from ...) išrenkami kompiliavimo metu, leidžiant anksti aptikti klaidas ir optimizuoti. Dinaminiai importai (import('module-name')) išrenkami vykdymo metu, suteikiant daugiau lankstumo.

Pavyzdys:

`my_module.js`

// my_module.js
import { doSomething } from './helper.js';

export function myFunc() {
  return doSomething();
}

`helper.js`

// helper.js
export function doSomething() {
  return "Hello from helper (ESM)!";
}

`app.js`

// app.js
import { myFunc } from './my_module.js';

console.log(myFunc()); // Išvestis: Hello from helper (ESM)!

Šiame pavyzdyje `app.js` importuoja `myFunc` iš `my_module.js`, kuris savo ruožtu importuoja `doSomething` iš `helper.js`. Naršyklė arba Node.js išrenka šias priklausomybes pagal pateiktus failų kelius.

Node.js ESM palaikymas:

Node.js vis labiau palaiko ESM, reikalaudamas naudoti `.mjs` plėtinį arba nustatyti "type": "module" `package.json` faile, kad nurodytų, jog modulis turėtų būti traktuojamas kaip ES modulis. Node.js taip pat naudoja išrinkimo algoritmą, kuris atsižvelgia į "imports" ir "exports" laukus package.json faile, kad susietų modulių specifikatorius su fiziniais failais.

Modulių ryšuliuotojai (angl. bundlers) (Webpack, Browserify, Parcel)

Modulių ryšuliuotojai, tokie kaip Webpack, Browserify ir Parcel, atlieka lemiamą vaidmenį šiuolaikiniame JavaScript kūrime. Jie paima kelis modulių failus ir jų priklausomybes ir sujungia juos į vieną ar daugiau optimizuotų failų, kuriuos galima įkelti naršyklėje.

Modulio paslaugos vietos nustatymas (ryšuliuotojų kontekste):

Modulių ryšuliuotojai naudoja konfigūruojamą modulių išrinkimo algoritmą moduliams rasti. Jie paprastai palaiko įvairias modulių sistemas (CommonJS, AMD, ES modulius) ir leidžia programuotojams pritaikyti modulių kelius ir slapyvardžius.

Priklausomybių išrinkimas (ryšuliuotojų kontekste):

Modulių ryšuliuotojai pereina kiekvieno modulio priklausomybių medį, identifikuodami visas reikalingas priklausomybes. Tada jie sujungia šias priklausomybes į išvesties failą (-us), užtikrindami, kad visas reikalingas kodas būtų prieinamas vykdymo metu. Ryšuliuotojai taip pat dažnai atlieka optimizacijas, tokias kaip „tree shaking“ (nenaudojamo kodo pašalinimas) ir kodo padalijimas (kodo padalijimas į mažesnius gabalus geresniam našumui).

Pavyzdys (naudojant Webpack):

`webpack.config.js`

const path = require('path');

module.exports = {
  entry: './src/index.js',
  output: {
    filename: 'bundle.js',
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.js$/,
        exclude: /node_modules/,
        use: {
          loader: 'babel-loader',
        },
      },
    ],
  },
  resolve: {
    modules: [path.resolve(__dirname, 'src'), 'node_modules'], // Leidžia importuoti tiesiai iš src katalogo
  },
};

Ši Webpack konfigūracija nurodo įėjimo tašką (`./src/index.js`), išvesties failą (`bundle.js`) ir modulių išrinkimo taisykles. `resolve.modules` parinktis leidžia importuoti modulius tiesiai iš `src` katalogo, nenurodant santykinių kelių.

Gerosios praktikos modulių paslaugos vietos nustatymui ir priklausomybių išrinkimui

• Naudokite nuoseklią modulių sistemą: Pasirinkite modulių sistemą (CommonJS, AMD, ES modulius) ir laikykitės jos visame projekte. Tai užtikrina nuoseklumą ir mažina suderinamumo problemų riziką.
• Venkite globalių kintamųjų: Naudokite modulius kodui inkapsuliuoti ir venkite globalios vardų erdvės taršos. Tai mažina pavadinimų konfliktų riziką ir pagerina kodo priežiūrą.
• Aiškiai deklaruokite priklausomybes: Aiškiai apibrėžkite visas kiekvieno modulio priklausomybes. Tai palengvina modulio reikalavimų supratimą ir užtikrina, kad visas reikalingas kodas būtų įkeltas teisingai.
• Naudokite modulių ryšuliuotoją: Apsvarstykite galimybę naudoti modulių ryšuliuotoją, pavyzdžiui, Webpack ar Parcel, kad optimizuotumėte savo kodą gamybinei aplinkai. Ryšuliuotojai gali atlikti „tree shaking“, kodo padalijimą ir kitas optimizacijas, siekiant pagerinti programos našumą.
• Organizuokite savo kodą: Struktūrizuokite savo projektą į logiškus modulius ir katalogus. Tai palengvina kodo paiešką ir priežiūrą.
• Laikykitės pavadinimų suteikimo taisyklių: Priimkite aiškias ir nuoseklias pavadinimų suteikimo taisykles moduliams ir failams. Tai pagerina kodo skaitomumą ir mažina klaidų riziką.
• Naudokite versijų kontrolės sistemą: Naudokite versijų kontrolės sistemą, pavyzdžiui, Git, kad galėtumėte sekti kodo pakeitimus ir bendradarbiauti su kitais programuotojais.
• Atnaujinkite priklausomybes: Reguliariai atnaujinkite priklausomybes, kad pasinaudotumėte klaidų ištaisymais, našumo pagerinimais ir saugumo pataisymais. Naudokite paketų tvarkyklę, pvz., npm ar yarn, kad efektyviai valdytumėte priklausomybes.
• Įgyvendinkite „tingųjį“ įkėlimą (Lazy Loading): Didelėms programoms įgyvendinkite „tingųjį“ įkėlimą, kad moduliai būtų įkeliami pagal poreikį. Tai gali pagerinti pradinį įkėlimo laiką ir sumažinti bendrą atminties naudojimą. Apsvarstykite galimybę naudoti dinaminius importus ESM modulių tingiajam įkėlimui.
• Kur įmanoma, naudokite absoliučius importus: Sukonfigūruoti ryšuliuotojai leidžia naudoti absoliučius importus. Absoliučių importų naudojimas, kai įmanoma, palengvina kodo pertvarkymą (refactoring) ir sumažina klaidų tikimybę. Pavyzdžiui, vietoj `../../../components/Button.js` naudokite `components/Button.js`.

Dažniausių problemų sprendimas

• Klaida „Module not found“ (Modulis nerastas): Ši klaida paprastai atsiranda, kai modulių įkėlėjas negali rasti nurodyto modulio. Patikrinkite modulio kelią ir įsitikinkite, kad modulis yra teisingai įdiegtas.
• Klaida „Cannot read property of undefined“ (Negalima perskaityti neapibrėžtos savybės): Ši klaida dažnai atsiranda, kai modulis nėra įkeltas prieš jį naudojant. Patikrinkite priklausomybių tvarką ir įsitikinkite, kad visos priklausomybės yra įkeltos prieš vykdant modulį.
• Pavadinimų konfliktai: Jei susiduriate su pavadinimų konfliktais, naudokite modulius kodui inkapsuliuoti ir venkite globalios vardų erdvės taršos.
• Ciklinės priklausomybės: Ciklinės priklausomybės gali sukelti netikėtą elgesį ir našumo problemų. Stenkitės vengti ciklinių priklausomybių pertvarkydami kodą arba naudodami priklausomybių injekcijos (dependency injection) šabloną. Įrankiai gali padėti aptikti šiuos ciklus.
• Neteisinga modulio konfigūracija: Įsitikinkite, kad jūsų ryšuliuotojas ar įkėlėjas yra teisingai sukonfigūruotas, kad išrinktų modulius atitinkamose vietose. Dukart patikrinkite `webpack.config.js`, `tsconfig.json` ar kitus atitinkamus konfigūracijos failus.

Globalūs aspektai

Kuriant JavaScript programas pasaulinei auditorijai, atsižvelkite į šiuos dalykus:

• Internacionalizacija (i18n) ir lokalizacija (l10n): Struktūrizuokite savo modulius taip, kad būtų lengva palaikyti skirtingas kalbas ir kultūrinius formatus. Atskirkite verčiamą tekstą ir lokalizuojamus išteklius į tam skirtus modulius ar failus.
• Laiko juostos: Būkite atidūs laiko juostoms dirbdami su datomis ir laikais. Naudokite atitinkamas bibliotekas ir technikas, kad teisingai tvarkytumėte laiko juostų konversijas. Pavyzdžiui, saugokite datas UTC formatu.
• Valiutos: Palaikykite kelias valiutas savo programoje. Naudokite atitinkamas bibliotekas ir API, kad tvarkytumėte valiutų konversijas ir formatavimą.
• Skaičių ir datų formatai: Pritaikykite skaičių ir datų formatus skirtingoms lokalėms. Pavyzdžiui, naudokite skirtingus tūkstančių ir dešimtainių dalių skyriklius ir rodykite datas atitinkama tvarka (pvz., MM/DD/YYYY arba DD/MM/YYYY).
• Simbolių kodavimas: Visiems savo failams naudokite UTF-8 kodavimą, kad palaikytumėte platų simbolių spektrą.

Išvada

Supratimas apie JavaScript modulių paslaugos vietos nustatymą ir priklausomybių išrinkimą yra būtinas kuriant mastelio keitimui pritaikytas, lengvai prižiūrimas ir našias programas. Pasirinkę nuoseklią modulių sistemą, efektyviai organizuodami kodą ir naudodami tinkamus įrankius, galite užtikrinti, kad jūsų moduliai bus įkelti teisingai ir kad jūsų programa veiks sklandžiai įvairiose aplinkose ir įvairioms pasaulio auditorijoms.