Išnagrinėkite TypeScript potencialą efektų tipams ir kaip jie leidžia patikimai sekti šalutinius poveikius, todėl programos yra nuspėjamesnės ir lengviau prižiūrimos.
TypeScript efektų tipai: praktinis šalutinių poveikių sekimo vadovas
Šiuolaikiniame programinės įrangos kūrime šalutinių poveikių valdymas yra labai svarbus kuriant patikimas ir nuspėjamas programas. Šalutiniai poveikiai, tokie kaip globalios būsenos modifikavimas, įvesties/išvesties operacijų atlikimas arba išimčių generavimas, gali padidinti sudėtingumą ir apsunkinti kodo supratimą. Nors TypeScript iš prigimties nepalaiko specialių "efektų tipų" taip, kaip tai daro kai kurios grynai funkcinės kalbos (pvz., Haskell, PureScript), galime pasinaudoti galinga TypeScript tipų sistema ir funkcinio programavimo principais, kad pasiektume veiksmingą šalutinių poveikių sekimą. Šiame straipsnyje nagrinėjami įvairūs metodai ir technikos, skirtos valdyti ir sekti šalutinius poveikius TypeScript projektuose, leidžiančios lengviau prižiūrėti ir patikimiau kodą.
Kas yra šalutiniai poveikiai?
Sakoma, kad funkcija turi šalutinį poveikį, jei ji modifikuoja bet kokią būseną už savo vietinės apimties ribų arba sąveikauja su išoriniu pasauliu tokiu būdu, kuris nėra tiesiogiai susijęs su jos grąžinama verte. Dažni šalutinių poveikių pavyzdžiai:
- Globalių kintamųjų modifikavimas
- Įvesties/išvesties operacijų atlikimas (pvz., skaitymas iš failo ar duomenų bazės arba rašymas į ją)
- Tinklo užklausų siuntimas
- Išimčių generavimas
- Registravimas į konsolę
- Funkcijų argumentų mutavimas
Nors šalutiniai poveikiai dažnai yra būtini, nekontroliuojami šalutiniai poveikiai gali lemti nenuspėjamą elgesį, apsunkinti testavimą ir trukdyti kodo priežiūrai. Globalizuotoje programoje prastai valdomos tinklo užklausos, duomenų bazių operacijos ar net paprastas registravimas gali turėti labai skirtingą poveikį skirtinguose regionuose ir infrastruktūros konfigūracijose.
Kodėl reikia sekti šalutinius poveikius?
Šalutinių poveikių sekimas suteikia keletą privalumų:
- Pagerintas kodo skaitomumas ir priežiūra: aiškus šalutinių poveikių nustatymas leidžia lengviau suprasti ir suvokti kodą. Kūrėjai gali greitai nustatyti galimas susirūpinimą keliančias sritis ir suprasti, kaip sąveikauja skirtingos programos dalys.
- Patobulintas testavimas: izoliavę šalutinius poveikius, galime parašyti labiau orientuotus ir patikimus vienetinius testus. Imitavimas ir stubingas tampa lengvesni, leidžiantys mums išbandyti pagrindinę mūsų funkcijų logiką, nepažeidžiant išorinių priklausomybių.
- Geresnis klaidų apdorojimas: žinodami, kur atsiranda šalutiniai poveikiai, galime įgyvendinti tikslingesnes klaidų apdorojimo strategijas. Galime numatyti galimus gedimus ir grakščiai juos apdoroti, užkertant kelią netikėtiems gedimams ar duomenų sugadinimui.
- Padidintas nuspėjamumas: kontroliuodami šalutinius poveikius, galime padaryti savo programas nuspėjamesnes ir deterministiškesnes. Tai ypač svarbu sudėtingose sistemose, kur subtilūs pakeitimai gali turėti didelių pasekmių.
- Supaprastintas derinimas: kai šalutiniai poveikiai yra sekami, tampa lengviau atsekti duomenų srautą ir nustatyti klaidų pagrindinę priežastį. Žurnalai ir derinimo įrankiai gali būti naudojami efektyviau norint nustatyti problemų šaltinį.
Šalutinių poveikių sekimo TypeScript būdai
Nors TypeScript neturi įtaisytų efektų tipų, galima naudoti keletą metodų, kad būtų pasiekta panaši nauda. Išnagrinėkime kai kuriuos iš labiausiai paplitusių metodų:
1. Funkcinio programavimo principai
Funkcinio programavimo principų laikymasis yra šalutinių poveikių valdymo pagrindas bet kurioje kalboje, įskaitant TypeScript. Pagrindiniai principai apima:
- Nekeičiamumas: venkite tiesiogiai mutuoti duomenų struktūras. Vietoj to sukurkite naujas kopijas su norimais pakeitimais. Tai padeda išvengti netikėtų šalutinių poveikių ir leidžia lengviau suprasti kodą. Bibliotekos, tokios kaip Immutable.js arba Immer.js, gali būti naudingos valdant nekeičiamus duomenis.
- Grynos funkcijos: rašykite funkcijas, kurios visada grąžina tą patį rezultatą su tomis pačiomis įvestimis ir neturi šalutinių poveikių. Šias funkcijas lengviau testuoti ir komponuoti.
- Kompozicija: derinkite mažesnes, grynų funkcijas, kad sukurtumėte sudėtingesnę logiką. Tai skatina kodo pakartotinį naudojimą ir sumažina šalutinių poveikių atsiradimo riziką.
- Venkite bendrinamos mutuojančios būsenos: sumažinkite arba pašalinkite bendrinamą mutuojančią būseną, kuri yra pagrindinis šalutinių poveikių ir lygiagretaus vykdymo problemų šaltinis. Jei bendrinamos būsenos neįmanoma išvengti, naudokite atitinkamus sinchronizavimo mechanizmus, kad ją apsaugotumėte.
Pavyzdys: nekeičiamumas
```typescript // Mutuojantis būdas (blogai) funkcija addItemToArray(arr: number[], item: number): number[] { arr.push(item); // Modifikuoja pradinį masyvą (šalutinis poveikis) return arr; } const myArray = [1, 2, 3]; const updatedArray = addItemToArray(myArray, 4); console.log(myArray); // Išvestis: [1, 2, 3, 4] - Pradinis masyvas yra mutuotas! console.log(updatedArray); // Išvestis: [1, 2, 3, 4] // Nekeičiamas būdas (gerai) funkcija addItemToArrayImmutable(arr: number[], item: number): number[] { return [...arr, item]; // Sukuria naują masyvą (nėra šalutinio poveikio) } const myArray2 = [1, 2, 3]; const updatedArray2 = addItemToArrayImmutable(myArray2, 4); console.log(myArray2); // Išvestis: [1, 2, 3] - Pradinis masyvas lieka nepakitęs console.log(updatedArray2); // Išvestis: [1, 2, 3, 4] ```2. Aiškus klaidų apdorojimas naudojant `Result` arba `Either` tipus
Tradiciniai klaidų apdorojimo mechanizmai, tokie kaip try-catch blokai, gali apsunkinti galimų išimčių sekimą ir nuoseklų jų apdorojimą. Naudojant `Result` arba `Either` tipą, galite aiškiai pavaizduoti gedimo galimybę kaip funkcijos grąžinimo tipo dalį.
`Result` tipas paprastai turi dvi galimas baigtis: `Success` ir `Failure`. `Either` tipas yra bendresnė `Result` versija, leidžianti pavaizduoti du skirtingus baigčių tipus (dažnai vadinamus `Left` ir `Right`).
Pavyzdys: `Result` tipas
```typescript interface SuccessŠis metodas priverčia iškvietėją aiškiai apdoroti galimą gedimo atvejį, todėl klaidų apdorojimas tampa patikimesnis ir nuspėjamesnis.
3. Priklausomybių injekcija
Priklausomybių injekcija (DI) yra projektavimo šablonas, leidžiantis atsieti komponentus pateikiant priklausomybes iš išorės, o ne kuriant jas viduje. Tai labai svarbu valdant šalutinius poveikius, nes tai leidžia lengvai imituoti ir užpildyti priklausomybes testavimo metu.
Įterpdami priklausomybes, kurios atlieka šalutinius poveikius (pvz., duomenų bazių ryšius, API klientus), galite pakeisti jas imitaciniais įgyvendinimais savo testuose, izoliuodami testuojamą komponentą ir neleisdami atsirasti faktiniams šalutiniams poveikiams.
Pavyzdys: priklausomybių injekcija
```typescript interface Logger { log(message: string): void; } class ConsoleLogger implements Logger { log(message: string): void { console.log(message); // Šalutinis poveikis: registravimas į konsolę } } class MyService { private logger: Logger; constructor(logger: Logger) { this.logger = logger; } doSomething(data: string): void { this.logger.log(`Processing data: ${data}`); // ... atlikti kokią nors operaciją ... } } // Gamybos kodas const logger = new ConsoleLogger(); const service = new MyService(logger); service.doSomething("Important data"); // Testo kodas (naudojant imitacinį žurnalą) class MockLogger implements Logger { log(message: string): void { // Nieko nedarykite (arba įrašykite pranešimą patvirtinimui) } } const mockLogger = new MockLogger(); const testService = new MyService(mockLogger); testService.doSomething("Test data"); // Nėra konsolės išvesties ```Šiame pavyzdyje `MyService` priklauso nuo `Logger` sąsajos. Gamyboje naudojamas `ConsoleLogger`, kuris atlieka šalutinį poveikį registruojant į konsolę. Testuose naudojamas `MockLogger`, kuris neatlieka jokių šalutinių poveikių. Tai leidžia mums išbandyti `MyService` logiką faktiškai neregistruojant į konsolę.
4. Monados efektų valdymui (Task, IO, Reader)
Monados suteikia galingą būdą valdyti ir komponuoti šalutinius poveikius kontroliuojamu būdu. Nors TypeScript neturi natūralių monadų, tokių kaip Haskell, galime įgyvendinti monadinius šablonus naudodami klases ar funkcijas.
Dažnos monados, naudojamos efektų valdymui, apima:
- Task/Future: vaizduoja asinchroninį skaičiavimą, kuris galiausiai pateiks vertę arba klaidą. Tai naudinga valdant asinchroninius šalutinius poveikius, tokius kaip tinklo užklausos ar duomenų bazių užklausos.
- IO: vaizduoja skaičiavimą, kuris atlieka įvesties/išvesties operacijas. Tai leidžia jums įkapsuliuoti šalutinius poveikius ir kontroliuoti, kada jie vykdomi.
- Reader: vaizduoja skaičiavimą, kuris priklauso nuo išorinės aplinkos. Tai naudinga valdant konfigūraciją ar priklausomybes, kurių reikia kelioms programos dalims.
Pavyzdys: `Task` naudojimas asinchroniniams šalutiniams poveikiams
```typescript // Supaprastintas Task įgyvendinimas (demonstravimo tikslais) class TaskNors tai yra supaprastintas `Task` įgyvendinimas, jis parodo, kaip monados gali būti naudojamos įkapsuliuoti ir kontroliuoti šalutinius poveikius. Bibliotekos, tokios kaip fp-ts arba remeda, suteikia patikimesnius ir funkcijų turtingesnius monadų ir kitų funkcinio programavimo konstrukcijų įgyvendinimus TypeScript.
5. Linters ir statinės analizės įrankiai
Linters ir statinės analizės įrankiai gali padėti jums užtikrinti kodavimo standartų laikymąsi ir nustatyti galimus šalutinius poveikius jūsų kode. Įrankiai, tokie kaip ESLint su papildiniais, tokiais kaip `eslint-plugin-functional`, gali padėti jums nustatyti ir užkirsti kelią dažniems anti-šablonams, tokiems kaip mutuojantys duomenys ir nešvarios funkcijos.
Konfigūruodami savo linterį, kad jis užtikrintų funkcinio programavimo principus, galite aktyviai užkirsti kelią šalutinių poveikių atsiradimui savo kodo bazėje.
Pavyzdys: ESLint konfigūracija funkciniam programavimui
Įdiekite reikiamus paketus:
```bash npm install --save-dev eslint eslint-plugin-functional ```Sukurkite `.eslintrc.js` failą su šia konfigūracija:
```javascript module.exports = { extends: [ 'eslint:recommended', 'plugin:@typescript-eslint/recommended', 'plugin:functional/recommended', ], parser: '@typescript-eslint/parser', plugins: ['@typescript-eslint', 'functional'], rules: { // Tinkinkite taisykles pagal poreikį 'functional/no-let': 'warn', 'functional/immutable-data': 'warn', 'functional/no-expression-statement': 'off', // Leisti console.log derinimui }, }; ```Ši konfigūracija įgalina `eslint-plugin-functional` papildinį ir sukonfigūruoja jį įspėti apie `let` (mutuojančių kintamųjų) ir mutuojančių duomenų naudojimą. Galite tinkinti taisykles, kad atitiktų jūsų konkrečius poreikius.
Praktiniai pavyzdžiai skirtingų tipų programose
Šių technikų taikymas skiriasi priklausomai nuo programos tipo, kurią kuriate. Štai keletas pavyzdžių:
1. Žiniatinklio programos (React, Angular, Vue.js)
- Būsenos valdymas: naudokite bibliotekas, tokias kaip Redux, Zustand arba Recoil, kad valdytumėte programos būseną nuspėjamu ir nekeičiamu būdu. Šios bibliotekos suteikia mechanizmus, skirtus sekti būsenos pakeitimus ir užkirsti kelią nenumatytiems šalutiniams poveikiams.
- Efektų apdorojimas: naudokite bibliotekas, tokias kaip Redux Thunk, Redux Saga arba RxJS, kad valdytumėte asinchroninius šalutinius poveikius, tokius kaip API iškvietimai. Šios bibliotekos suteikia įrankius, skirtus komponuoti ir kontroliuoti šalutinius poveikius.
- Komponentų kūrimas: kurkite komponentus kaip grynas funkcijas, kurios atvaizduoja vartotojo sąsają pagal rekvizitus ir būseną. Venkite mutuoti rekvizitus ar būseną tiesiogiai komponentuose.
2. Node.js galinių programų programos
- Priklausomybių injekcija: naudokite DI konteinerį, tokį kaip InversifyJS arba TypeDI, kad valdytumėte priklausomybes ir palengvintumėte testavimą.
- Klaidų apdorojimas: naudokite `Result` arba `Either` tipus, kad aiškiai apdorotumėte galimas klaidas API galiniuose taškuose ir duomenų bazių operacijose.
- Registravimas: naudokite struktūruotą registravimo biblioteką, tokią kaip Winston arba Pino, kad užfiksuotumėte išsamią informaciją apie programos įvykius ir klaidas. Konfigūruokite registravimo lygius atitinkamai skirtingoms aplinkoms.
3. Serverless funkcijos (AWS Lambda, Azure Functions, Google Cloud Functions)
- Būsenos neturinčios funkcijos: kurkite funkcijas, kad jos būtų būsenos neturinčios ir idempotentinės. Venkite saugoti bet kokią būseną tarp iškvietimų.
- Įvesties patvirtinimas: griežtai patvirtinkite įvesties duomenis, kad išvengtumėte netikėtų klaidų ir saugumo pažeidžiamumų.
- Klaidų apdorojimas: įgyvendinkite patikimą klaidų apdorojimą, kad grakščiai apdorotumėte gedimus ir užkirstumėte kelią funkcijų gedimams. Naudokite klaidų stebėjimo įrankius, kad sektumėte ir diagnozuotumėte klaidas.
Geriausia šalutinių poveikių sekimo praktika
Štai keletas geriausių praktikų, kuriuos reikia atsiminti sekant šalutinius poveikius TypeScript:
- Būkite aiškūs: aiškiai nustatykite ir dokumentuokite visus šalutinius poveikius savo kode. Naudokite pavadinimų suteikimo taisykles arba anotacijas, kad nurodytumėte funkcijas, kurios atlieka šalutinius poveikius.
- Izoliuokite šalutinius poveikius: stenkitės maksimaliai izoliuoti šalutinius poveikius. Laikykite kodą, linkusį į šalutinius poveikius, atskirai nuo grynos logikos.
- Sumažinkite šalutinius poveikius: kiek įmanoma sumažinkite šalutinių poveikių skaičių ir apimtį. Refaktoruokite kodą, kad sumažintumėte priklausomybę nuo išorinės būsenos.
- Kruopščiai išbandykite: parašykite išsamius testus, kad patikrintumėte, ar šalutiniai poveikiai apdorojami teisingai. Naudokite imitavimą ir stubingą, kad izoliuotumėte komponentus testavimo metu.
- Naudokite tipų sistemą: pasinaudokite TypeScript tipų sistema, kad užtikrintumėte apribojimus ir užkirstumėte kelią nenumatytiems šalutiniams poveikiams. Naudokite tipus, tokius kaip `ReadonlyArray` arba `Readonly`, kad užtikrintumėte nekeičiamumą.
- Prisitaikykite prie funkcinio programavimo principų: priimkite funkcinio programavimo principus, kad parašytumėte nuspėjamesnį ir lengviau prižiūrimą kodą.
Išvada
Nors TypeScript neturi vietinių efektų tipų, šiame straipsnyje aptartos technikos suteikia galingus įrankius šalutiniams poveikiams valdyti ir sekti. Prisitaikydami prie funkcinio programavimo principų, naudodami aiškų klaidų apdorojimą, įdarbindami priklausomybių injekciją ir pasinaudodami monadomis, galite parašyti patikimesnes, lengviau prižiūrimas ir nuspėjamesnes TypeScript programas. Atminkite, kad pasirinktumėte metodą, kuris geriausiai atitinka jūsų projekto poreikius ir kodavimo stilių, ir visada stenkitės sumažinti ir izoliuoti šalutinius poveikius, kad pagerintumėte kodo kokybę ir testavimą. Nuolat vertinkite ir tobulinkite savo strategijas, kad prisitaikytumėte prie besikeičiančios TypeScript kūrimo aplinkos ir užtikrintumėte ilgalaikę savo projektų sveikatą. Kadangi TypeScript ekosistema bręsta, galime tikėtis tolesnės pažangos šalutinių poveikių valdymo technikose ir įrankiuose, todėl dar lengviau kurti patikimas ir keičiamo dydžio programas.