Een diepgaande kijk op JavaScript Decorators, de syntaxis, gebruiksscenario's voor metadata programmeren, best practices en de impact op code-onderhoud. Met praktische voorbeelden en toekomstige overwegingen.
JavaScript Decorators: Metadata Programmeren Implementeren
JavaScript Decorators zijn een krachtige feature waarmee u metadata kunt toevoegen en het gedrag van klassen, methoden, eigenschappen en parameters op een declaratieve en herbruikbare manier kunt wijzigen. Ze zijn een 'stage 3'-voorstel in het ECMAScript-standaardisatieproces en worden veel gebruikt met TypeScript, dat zijn eigen (iets andere) implementatie heeft. Dit artikel geeft een uitgebreid overzicht van JavaScript Decorators, met de nadruk op hun rol in metadata programmeren en illustreert hun gebruik met praktische voorbeelden.
Wat zijn JavaScript Decorators?
Decorators zijn een ontwerppatroon dat de functionaliteit van een object verbetert of wijzigt zonder de structuur ervan te veranderen. In JavaScript zijn decorators speciale soorten declaraties die kunnen worden gekoppeld aan klassen, methoden, accessors, eigenschappen of parameters. Ze gebruiken het @-symbool, gevolgd door een functie die wordt uitgevoerd wanneer het gedecoreerde element wordt gedefinieerd.
Zie decorators als functies die het gedecoreerde element als input nemen en een gewijzigde versie van dat element retourneren, of een neveneffect uitvoeren op basis daarvan. Dit biedt een schone en elegante manier om functionaliteit toe te voegen zonder de oorspronkelijke klasse of functie direct te wijzigen.
Kernconcepten:
- Decorator Functie: De functie voorafgegaan door het
@-symbool. Deze ontvangt informatie over het gedecoreerde element en kan dit wijzigen. - Gedecoreerd Element: De klasse, methode, accessor, eigenschap of parameter die wordt gedecoreerd.
- Metadata: Data die data beschrijft. Decorators worden vaak gebruikt om metadata te associëren met code-elementen.
Syntaxis en Structuur
De basissyntaxis van een decorator is als volgt:
@decorator
class MyClass {
// Klasse-onderdelen
}
Hier is @decorator de decoratorfunctie en MyClass de gedecoreerde klasse. De decoratorfunctie wordt aangeroepen wanneer de klasse wordt gedefinieerd en kan de klassedefinitie benaderen en wijzigen.
Decorators kunnen ook argumenten accepteren, die worden doorgegeven aan de decoratorfunctie zelf:
@loggable(true, "Custom Message")
class MyClass {
// Klasse-onderdelen
}
In dit geval is loggable een 'decorator factory'-functie, die argumenten aanneemt en de eigenlijke decoratorfunctie retourneert. Dit zorgt voor flexibelere en configureerbare decorators.
Soorten Decorators
Er zijn verschillende soorten decorators, afhankelijk van wat ze decoreren:
- Klasse Decorators: Toegepast op klassen.
- Methode Decorators: Toegepast op methoden binnen een klasse.
- Accessor Decorators: Toegepast op getter- en setter-accessors.
- Eigenschap Decorators: Toegepast op klasse-eigenschappen.
- Parameter Decorators: Toegepast op parameters van een methode.
Klasse Decorators
Klasse decorators worden gebruikt om het gedrag van een klasse te wijzigen of te verbeteren. Ze ontvangen de klasseconstructor als argument en kunnen een nieuwe constructor retourneren om de oorspronkelijke te vervangen. Hiermee kunt u functionaliteit toevoegen zoals logging, dependency injection of state management.
Voorbeeld:
function loggable(constructor: Function) {
console.log("Klasse " + constructor.name + " is aangemaakt.");
}
@loggable
class User {
name: string;
constructor(name: string) {
this.name = name;
}
}
const user = new User("Alice"); // Geeft als output: Klasse User is aangemaakt.
In dit voorbeeld logt de loggable decorator een bericht naar de console telkens wanneer een nieuw exemplaar van de User klasse wordt gemaakt. Dit kan handig zijn voor debuggen of monitoring.
Methode Decorators
Methode decorators worden gebruikt om het gedrag van een methode binnen een klasse te wijzigen. Ze ontvangen de volgende argumenten:
target: Het prototype van de klasse.propertyKey: De naam van de methode.descriptor: De property descriptor voor de methode.
De descriptor stelt u in staat om het gedrag van de methode te benaderen en te wijzigen, zoals het omhullen met extra logica of het volledig herdefiniëren ervan.
Voorbeeld:
function logMethod(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
const originalMethod = descriptor.value;
descriptor.value = function (...args: any[]) {
console.log(`Methode ${propertyKey} wordt aangeroepen met argumenten: ${args}`);
const result = originalMethod.apply(this, args);
console.log(`Methode ${propertyKey} retourneerde: ${result}`);
return result;
};
return descriptor;
}
class Calculator {
@logMethod
add(a: number, b: number): number {
return a + b;
}
}
const calculator = new Calculator();
const sum = calculator.add(5, 3); // Geeft logs als output voor de methodeaanroep en de geretourneerde waarde
In dit voorbeeld logt de logMethod decorator de argumenten en de geretourneerde waarde van de methode. Dit kan nuttig zijn voor debuggen en prestatiemonitoring.
Accessor Decorators
Accessor decorators lijken op methode decorators, maar worden toegepast op getter- en setter-accessors. Ze ontvangen dezelfde argumenten als methode decorators en stellen u in staat om het gedrag van de accessor te wijzigen.
Voorbeeld:
function validate(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
const originalSet = descriptor.set;
descriptor.set = function (value: any) {
if (value < 0) {
throw new Error("Waarde moet niet-negatief zijn.");
}
originalSet.call(this, value);
};
}
class Temperature {
private _celsius: number;
constructor(celsius: number) {
this._celsius = celsius;
}
@validate
set celsius(value: number) {
this._celsius = value;
}
get celsius(): number {
return this._celsius;
}
}
const temperature = new Temperature(25);
temperature.celsius = 30; // Geldig
// temperature.celsius = -10; // Veroorzaakt een fout
In dit voorbeeld zorgt de validate decorator ervoor dat de temperatuurwaarde niet-negatief is. Dit kan nuttig zijn voor het waarborgen van data-integriteit.
Eigenschap Decorators
Eigenschap decorators worden gebruikt om het gedrag van een klasse-eigenschap te wijzigen. Ze ontvangen de volgende argumenten:
target: Het prototype van de klasse (voor instance-eigenschappen) of de klasseconstructor (voor statische eigenschappen).propertyKey: De naam van de eigenschap.
Eigenschap decorators kunnen worden gebruikt om metadata te definiëren of de descriptor van de eigenschap te wijzigen.
Voorbeeld:
function readonly(target: any, propertyKey: string) {
Object.defineProperty(target, propertyKey, {
writable: false,
});
}
class Configuration {
@readonly
apiUrl: string = "https://api.example.com";
}
const config = new Configuration();
// config.apiUrl = "https://newapi.example.com"; // Veroorzaakt een fout in strict mode
In dit voorbeeld maakt de readonly decorator de apiUrl eigenschap 'read-only', waardoor deze na initialisatie niet meer kan worden gewijzigd. Dit kan nuttig zijn voor het definiëren van onveranderlijke configuratiewaarden.
Parameter Decorators
Parameter decorators worden gebruikt om het gedrag van een methodeparameter te wijzigen. Ze ontvangen de volgende argumenten:
target: Het prototype van de klasse (voor instance-methoden) of de klasseconstructor (voor statische methoden).propertyKey: De naam van de methode.parameterIndex: De index van de parameter in de parameterlijst van de methode.
Parameter decorators worden minder vaak gebruikt dan andere soorten decorators, maar ze kunnen nuttig zijn voor het valideren van inputparameters of het injecteren van afhankelijkheden.
Voorbeeld:
function required(target: any, propertyKey: string, parameterIndex: number) {
const existingRequiredParameters: number[] = Reflect.getOwnMetadata(propertyKey, target, "required") || [];
existingRequiredParameters.push(parameterIndex);
Reflect.defineMetadata(propertyKey, existingRequiredParameters, target, "required");
}
function validateMethod(target: any, propertyName: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
let method = descriptor.value!;
descriptor.value = function () {
let requiredParameters: number[] = Reflect.getOwnMetadata(propertyName, target, "required");
if (requiredParameters) {
for (let parameterIndex of requiredParameters) {
if (arguments[parameterIndex] === null || arguments[parameterIndex] === undefined) {
throw new Error(`Vereist argument ontbreekt op index ${parameterIndex}`);
}
}
}
return method.apply(this, arguments);
};
}
class ArticleService {
create(
@required title: string,
@required content: string
): void {
console.log(`Artikel aanmaken met titel: ${title} en inhoud: ${content}`);
}
}
const service = new ArticleService();
// service.create("Mijn Artikel", null); // Veroorzaakt een fout
service.create("Mijn Artikel", "Inhoud van het artikel"); // Geldig
In dit voorbeeld markeert de required decorator parameters als vereist, en de validateMethod decorator zorgt ervoor dat deze parameters niet null of undefined zijn. Dit kan nuttig zijn voor het afdwingen van inputvalidatie van methoden.
Metadata Programmeren met Decorators
Een van de krachtigste toepassingen van decorators is metadata programmeren. Metadata is data over data. In de context van programmeren is het data die de structuur, het gedrag en het doel van uw code beschrijft. Decorators bieden een schone en declaratieve manier om metadata te associëren met klassen, methoden, eigenschappen en parameters.
De Reflect Metadata API
De Reflect Metadata API is een standaard API waarmee u metadata die aan objecten is gekoppeld, kunt opslaan en ophalen. Het biedt de volgende functies:
Reflect.defineMetadata(key, value, target, propertyKey): Definieert metadata voor een specifieke eigenschap van een object.Reflect.getMetadata(key, target, propertyKey): Haalt metadata op voor een specifieke eigenschap van een object.Reflect.hasMetadata(key, target, propertyKey): Controleert of er metadata bestaat voor een specifieke eigenschap van een object.Reflect.deleteMetadata(key, target, propertyKey): Verwijdert metadata van een specifieke eigenschap van een object.
U kunt deze functies in combinatie met decorators gebruiken om metadata te associëren met uw code-elementen.
Voorbeeld: Metadata Definiëren en Ophalen
import 'reflect-metadata';
const logKey = "log";
function log(message: string) {
return function (target: any, key: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
Reflect.defineMetadata(logKey, message, target, key);
const originalMethod = descriptor.value;
descriptor.value = function (...args: any[]) {
console.log(Reflect.getMetadata(logKey, target, key));
const result = originalMethod.apply(this, args);
return result;
}
return descriptor;
}
}
class Example {
@log("Methode wordt uitgevoerd")
myMethod(arg: string): string {
return `Methode aangeroepen met ${arg}`;
}
}
const example = new Example();
example.myMethod("Hallo"); // Geeft als output: Methode wordt uitgevoerd, Methode aangeroepen met Hallo
In dit voorbeeld gebruikt de log decorator de Reflect Metadata API om een logbericht te associëren met de myMethod methode. Wanneer de methode wordt aangeroepen, haalt de decorator het bericht op en logt het naar de console.
Gebruiksscenario's voor Metadata Programmeren
Metadata programmeren met decorators heeft veel praktische toepassingen, waaronder:
- Serialisatie en Deserialisatie: Annoteer eigenschappen met metadata om te bepalen hoe ze worden geserialiseerd naar of gedeserialiseerd van JSON of andere formaten. Dit kan nuttig zijn bij het omgaan met data van externe API's of databases, vooral in gedistribueerde systemen die datatransformatie vereisen tussen verschillende platforms (bijv. het converteren van datumnotaties tussen verschillende regionale standaarden). Denk aan een e-commerceplatform dat internationale verzendadressen verwerkt, waar u metadata kunt gebruiken om het juiste adresformaat en de validatieregels voor elk land te specificeren.
- Dependency Injection: Gebruik metadata om afhankelijkheden te identificeren die in een klasse moeten worden geïnjecteerd. Dit vereenvoudigt het beheer van afhankelijkheden en bevordert 'loose coupling'. Denk aan een microservices-architectuur waar services van elkaar afhankelijk zijn. Decorators en metadata kunnen de dynamische injectie van service-clients op basis van configuratie vergemakkelijken, wat zorgt voor eenvoudiger schalen en fouttolerantie.
- Validatie: Definieer validatieregels als metadata en gebruik decorators om data automatisch te valideren. Dit waarborgt de data-integriteit en vermindert boilerplate-code. Een wereldwijde financiële applicatie moet bijvoorbeeld voldoen aan diverse regionale financiële regelgeving. Metadata kan validatieregels definiëren voor valutaformaten, belastingberekeningen en transactielimieten op basis van de locatie van de gebruiker, wat naleving van lokale wetten garandeert.
- Routing en Middleware: Gebruik metadata om routes en middleware voor webapplicaties te definiëren. Dit vereenvoudigt de configuratie van uw applicatie en maakt deze beter onderhoudbaar. Een wereldwijd gedistribueerd content delivery network (CDN) zou metadata kunnen gebruiken om caching-beleid en routeringsregels te definiëren op basis van het type content en de locatie van de gebruiker, waardoor de prestaties worden geoptimaliseerd en de latentie voor gebruikers wereldwijd wordt verminderd.
- Autorisatie en Authenticatie: Koppel rollen, permissies en authenticatievereisten aan methoden en klassen, wat declaratieve beveiligingsbeleidsregels mogelijk maakt. Stel u een multinationale onderneming voor met werknemers in verschillende afdelingen en locaties. Decorators kunnen toegangscontroleregels definiëren op basis van de rol, afdeling en locatie van de gebruiker, zodat alleen geautoriseerd personeel toegang heeft tot gevoelige data en functionaliteiten.
Best Practices
Houd bij het gebruik van JavaScript Decorators rekening met de volgende best practices:
- Houd Decorators Eenvoudig: Decorators moeten gefocust zijn en één enkele, goed gedefinieerde taak uitvoeren. Vermijd complexe logica binnen decorators om de leesbaarheid en onderhoudbaarheid te behouden.
- Gebruik Decorator Factories: Gebruik 'decorator factories' om configureerbare decorators mogelijk te maken. Dit maakt uw decorators flexibeler en herbruikbaarder.
- Vermijd Neveneffecten: Decorators moeten zich primair richten op het wijzigen van het gedecoreerde element of het associëren van metadata ermee. Vermijd het uitvoeren van complexe neveneffecten binnen decorators die uw code moeilijker te begrijpen en te debuggen kunnen maken.
- Gebruik TypeScript: TypeScript biedt uitstekende ondersteuning voor decorators, inclusief type checking en IntelliSense. Het gebruik van TypeScript kan u helpen fouten vroegtijdig op te sporen en uw ontwikkelervaring te verbeteren.
- Documenteer Uw Decorators: Documenteer uw decorators duidelijk om hun doel en hoe ze moeten worden gebruikt uit te leggen. Dit maakt het voor andere ontwikkelaars gemakkelijker om uw decorators correct te begrijpen en te gebruiken.
- Houd Rekening met Prestaties: Hoewel decorators krachtig zijn, kunnen ze ook invloed hebben op de prestaties. Wees u bewust van de prestatie-implicaties van uw decorators, vooral in prestatiekritische applicaties.
Voorbeelden van Internationalisatie met Decorators
Decorators kunnen helpen bij internationalisatie (i18n) en lokalisatie (l10n) door locatiespecifieke data en gedrag te associëren met codecomponenten:
Voorbeeld: Gelokaliseerde Datumnotatie
import 'reflect-metadata';
interface DateFormatOptions {
locale: string;
options?: Intl.DateTimeFormatOptions;
}
const dateFormatKey = 'dateFormat';
function formatDate(options: DateFormatOptions) {
return function(target: any, propertyKey: string) {
Reflect.defineMetadata(dateFormatKey, options, target, propertyKey);
};
}
class Event {
@formatDate({ locale: 'fr-FR', options: { year: 'numeric', month: 'long', day: 'numeric' } })
startDate: Date;
constructor(startDate: Date) {
this.startDate = startDate;
}
getFormattedStartDate(): string {
const options: DateFormatOptions = Reflect.getMetadata(dateFormatKey, Object.getPrototypeOf(this), 'startDate');
return this.startDate.toLocaleDateString(options.locale, options.options);
}
}
const event = new Event(new Date());
console.log(event.getFormattedStartDate()); // Geeft datum weer in Frans formaat
Voorbeeld: Valutanotatie op basis van Gebruikerslocatie
import 'reflect-metadata';
interface CurrencyFormatOptions {
locale: string;
currency: string;
}
const currencyFormatKey = 'currencyFormat';
function formatCurrency(options: CurrencyFormatOptions) {
return function(target: any, propertyKey: string) {
Reflect.defineMetadata(currencyFormatKey, options, target, propertyKey);
};
}
class Product {
@formatCurrency({ locale: 'de-DE', currency: 'EUR' })
price: number;
constructor(price: number) {
this.price = price;
}
getFormattedPrice(): string {
const options: CurrencyFormatOptions = Reflect.getMetadata(currencyFormatKey, Object.getPrototypeOf(this), 'price');
return this.price.toLocaleString(options.locale, { style: 'currency', currency: options.currency });
}
}
const product = new Product(99.99);
console.log(product.getFormattedPrice()); // Geeft prijs weer in Duits Euro-formaat
Toekomstige Overwegingen
JavaScript decorators zijn een evoluerende feature, en de standaard is nog in ontwikkeling. Enkele toekomstige overwegingen zijn:
- Standaardisatie: De ECMAScript-standaard voor decorators is nog in ontwikkeling. Naarmate de standaard evolueert, kunnen er wijzigingen optreden in de syntaxis en het gedrag van decorators.
- Prestatieoptimalisatie: Naarmate decorators op grotere schaal worden gebruikt, zal er behoefte zijn aan prestatieoptimalisaties om ervoor te zorgen dat ze de applicatieprestaties niet negatief beïnvloeden.
- Tooling Ondersteuning: Verbeterde ondersteuning van tools voor decorators, zoals IDE-integratie en debugging-tools, zal het voor ontwikkelaars gemakkelijker maken om decorators effectief te gebruiken.
Conclusie
JavaScript Decorators zijn een krachtig hulpmiddel voor het implementeren van metadata programmeren en het verbeteren van het gedrag van uw code. Door decorators te gebruiken, kunt u functionaliteit toevoegen op een schone, declaratieve en herbruikbare manier. Dit leidt tot beter onderhoudbare, testbare en schaalbare code. Het begrijpen van de verschillende soorten decorators en hoe ze effectief te gebruiken, is essentieel voor moderne JavaScript-ontwikkeling. Decorators, vooral in combinatie met de Reflect Metadata API, ontsluiten een scala aan mogelijkheden, van dependency injection en validatie tot serialisatie en routing, waardoor uw code expressiever en gemakkelijker te beheren wordt.