En dypdykk i JavaScript Decorators, utforsker deres syntaks, brukstilfeller for metadata-programmering, beste praksis og innvirkning på kodevedlikehold. Inkluderer praktiske eksempler og fremtidige hensyn.
JavaScript Decorators: Implementering av Metadata-programmering
JavaScript Decorators er en kraftig funksjon som lar deg legge til metadata og endre oppførselen til klasser, metoder, egenskaper og parametere på en deklarativ og gjenbrukbar måte. De er et trinn 3-forslag i ECMAScript-standardprosessen og brukes mye med TypeScript, som har sin egen (litt annerledes) implementering. Denne artikkelen vil gi en omfattende oversikt over JavaScript Decorators, med fokus på deres rolle i metadata-programmering og illustrere bruken deres med praktiske eksempler.
Hva er JavaScript Decorators?
Decorators er et designmønster som forbedrer eller endrer funksjonaliteten til et objekt uten å endre strukturen. I JavaScript er dekoratører spesielle typer deklarasjoner som kan knyttes til klasser, metoder, accessorer, egenskaper eller parametere. De bruker @-symbolet etterfulgt av en funksjon som vil bli utført når det dekorerte elementet er definert.
Tenk på dekoratører som funksjoner som tar det dekorerte elementet som input og returnerer en modifisert versjon av det elementet, eller utfører en sideeffekt basert på det. Dette gir en ren og elegant måte å legge til funksjonalitet uten å endre den opprinnelige klassen eller funksjonen direkte.
Nøkkelkonsepter:
- Dekoratørfunksjon: Funksjonen som er foran
@-symbolet. Den mottar informasjon om det dekorerte elementet og kan modifisere det. - Dekorert element: Klassen, metoden, accessor, egenskapen eller parameteren som er dekorert.
- Metadata: Data som beskriver data. Decorators brukes ofte til å knytte metadata til kodeelementer.
Syntaks og struktur
Grunnleggende syntaks for en dekoratør er som følger:
@decorator
class MyClass {
// Klassmedlemmer
}
Her er @decorator dekoratørfunksjonen og MyClass den dekorerte klassen. Dekoratørfunksjonen kalles når klassen er definert og kan få tilgang til og endre klassedefinisjonen.
Decorators kan også akseptere argumenter, som sendes til selve dekoratørfunksjonen:
@loggable(true, "Custom Message")
class MyClass {
// Klassmedlemmer
}
I dette tilfellet er loggable en dekoratørfabrikkfunksjon, som tar argumenter og returnerer den faktiske dekoratørfunksjonen. Dette gir mer fleksible og konfigurerbare dekoratører.
Typer av dekoratører
Det finnes forskjellige typer dekoratører, avhengig av hva de dekorerer:
- Klassedekoratører: Brukes på klasser.
- Metodedekoratører: Brukes på metoder i en klasse.
- Accessor-dekoratører: Brukes på getter- og setter-accessorer.
- Egenskapsdekoratører: Brukes på klasseegenskaper.
- Parameterdekoratører: Brukes på parametere av en metode.
Klassedekoratører
Klassedekoratører brukes til å endre eller forbedre oppførselen til en klasse. De mottar klassekonstruktøren som et argument og kan returnere en ny konstruktør for å erstatte den opprinnelige. Dette lar deg legge til funksjonalitet som logging, avhengighetsinjeksjon eller statshåndtering.
Eksempel:
function loggable(constructor: Function) {
console.log("Klassen " + constructor.name + " ble opprettet.");
}
@loggable
class User {
name: string;
constructor(name: string) {
this.name = name;
}
}
const user = new User("Alice"); // Utdata: Klassen User ble opprettet.
I dette eksemplet logger loggable-dekoren en melding til konsollen hver gang en ny forekomst av User-klassen opprettes. Dette kan være nyttig for feilsøking eller overvåking.
Metodedekoratører
Metodedekoratører brukes til å endre oppførselen til en metode i en klasse. De mottar følgende argumenter:
target: Prototypen til klassen.propertyKey: Navnet på metoden.descriptor: Egenskapsbeskrivelsen for metoden.
Beskrivelsen lar deg få tilgang til og endre metodens oppførsel, for eksempel å pakke den inn med ekstra logikk eller omdefinere den helt.
Eksempel:
function logMethod(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
const originalMethod = descriptor.value;
descriptor.value = function (...args: any[]) {
console.log(`Kaller metode ${propertyKey} med argumenter: ${args}`);
const result = originalMethod.apply(this, args);
console.log(`Metode ${propertyKey} returnerte: ${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); // Utdata logger for metodekallet og returverdien
I dette eksemplet logger logMethod-dekoren metodens argumenter og returverdi. Dette kan være nyttig for feilsøking og ytelsesovervåking.
Accessor-dekoratører
Accessor-dekoratører ligner på metodedekoratører, men brukes på getter- og setter-accessorer. De mottar de samme argumentene som metodedekoratører og lar deg endre oppførselen til accessoren.
Eksempel:
function validate(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
const originalSet = descriptor.set;
descriptor.set = function (value: any) {
if (value < 0) {
throw new Error("Verdien må være ikke-negativ.");
}
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; // Gyldig
// temperature.celsius = -10; // Kaster en feil
I dette eksemplet sikrer validate-dekoren at temperaturverdien ikke er negativ. Dette kan være nyttig for å håndheve dataintegritet.
Egenskapsdekoratører
Egenskapsdekoratører brukes til å endre oppførselen til en klasseegenskap. De mottar følgende argumenter:
target: Prototypen til klassen (for instansegenskaper) eller klassekonstruktøren (for statiske egenskaper).propertyKey: Navnet på egenskapen.
Egenskapsdekoratører kan brukes til å definere metadata eller endre egenskapens beskrivelse.
Eksempel:
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"; // Kaster en feil i streng modus
I dette eksemplet gjør readonly-dekoren apiUrl-egenskapen skrivebeskyttet, og forhindrer at den endres etter initialiseringen. Dette kan være nyttig for å definere uforanderlige konfigurasjonsverdier.
Parameterdekoratører
Parameterdekoratører brukes til å endre oppførselen til en metodeparameter. De mottar følgende argumenter:
target: Prototypen til klassen (for instansmetoder) eller klassekonstruktøren (for statiske metoder).propertyKey: Navnet på metoden.parameterIndex: Indeksen til parameteren i metodens parameterliste.
Parameterdekoratører brukes sjeldnere enn andre typer dekoratører, men de kan være nyttige for å validere inngangsparametere eller injisere avhengigheter.
Eksempel:
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(`Mangler påkrevd argument ved indeks ${parameterIndex}`);
}
}
}
return method.apply(this, arguments);
};
}
class ArticleService {
create(
@required title: string,
@required content: string
): void {
console.log(`Oppretter artikkel med tittel: ${title} og innhold: ${content}`);
}
}
const service = new ArticleService();
// service.create("My Article", null); // Kaster en feil
service.create("My Article", "Article Content"); // Gyldig
I dette eksemplet merker required-dekoren parametere som påkrevde, og validateMethod-dekoren sikrer at disse parameterne ikke er null eller udefinert. Dette kan være nyttig for å håndheve metodeinndatavalidering.
Metadata-programmering med Decorators
En av de kraftigste bruksområdene for dekoratører er metadata-programmering. Metadata er data om data. I sammenheng med programmering er det data som beskriver strukturen, oppførselen og formålet med koden din. Decorators gir en ren og deklarativ måte å knytte metadata til klasser, metoder, egenskaper og parametere.
Reflect Metadata API
Reflect Metadata API er et standard API som lar deg lagre og hente metadata knyttet til objekter. Den tilbyr følgende funksjoner:
Reflect.defineMetadata(key, value, target, propertyKey): Definerer metadata for en bestemt egenskap av et objekt.Reflect.getMetadata(key, target, propertyKey): Henter metadata for en bestemt egenskap av et objekt.Reflect.hasMetadata(key, target, propertyKey): Sjekker om metadata eksisterer for en bestemt egenskap av et objekt.Reflect.deleteMetadata(key, target, propertyKey): Sletter metadata for en bestemt egenskap av et objekt.
Du kan bruke disse funksjonene i forbindelse med dekoratører for å knytte metadata til kodeelementene dine.
Eksempel: Definere og hente metadata
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("Utfører metode")
myMethod(arg: string): string {
return `Metode kalt med ${arg}`;
}
}
const example = new Example();
example.myMethod("Hello"); // Utdata: Utfører metode, Metode kalt med Hello
I dette eksemplet bruker log-dekoren Reflect Metadata API til å knytte en loggmelding til myMethod-metoden. Når metoden kalles, henter og logger dekoratøren meldingen til konsollen.
Bruksområder for metadata-programmering
Metadata-programmering med dekoratører har mange praktiske bruksområder, inkludert:
- Serialisering og deserialisering: Legg til egenskaper med metadata for å kontrollere hvordan de serialiseres eller deserialiseres til/fra JSON eller andre formater. Dette kan være nyttig når du har med data fra eksterne API-er eller databaser, spesielt i distribuerte systemer som krever datatransformasjon på tvers av forskjellige plattformer (f.eks. konvertering av datoformater mellom forskjellige regionale standarder). Se for deg en e-handelsplattform som håndterer internasjonale leveringsadresser, der du kan bruke metadata til å spesifisere riktig adresseformat og valideringsregler for hvert land.
- Avhengighetsinjeksjon: Bruk metadata til å identifisere avhengigheter som må injiseres i en klasse. Dette forenkler administrasjonen av avhengigheter og fremmer løs kobling. Tenk på en mikroservicarkitektur der tjenester er avhengige av hverandre. Decorators og metadata kan legge til rette for den dynamiske injeksjonen av servertklienter basert på konfigurasjon, noe som gir enklere skalering og feiltoleranse.
- Validering: Definer valideringsregler som metadata og bruk dekoratører for automatisk å validere data. Dette sikrer dataintegritet og reduserer standardkoden. For eksempel må en global finansapplikasjon overholde ulike regionale finansielle forskrifter. Metadata kan definere valideringsregler for valutaformater, skatteberegninger og transaksjonsgrenser basert på brukerens plassering, og sikre overholdelse av lokale lover.
- Ruting og mellomprogramvare: Bruk metadata til å definere ruter og mellomprogramvare for webapplikasjoner. Dette forenkler konfigurasjonen av applikasjonen din og gjør den mer vedlikeholdbar. Et globalt distribuert innholdsleveringsnettverk (CDN) kan bruke metadata til å definere bufrepolicyer og ruter basert på type innhold og brukerens plassering, og optimalisere ytelsen og redusere ventetiden for brukere over hele verden.
- Autorisasjon og autentisering: Knytt roller, tillatelser og autentiseringskrav til metoder og klasser, noe som letter deklarative sikkerhetspolicyer. Se for deg et multinasjonalt selskap med ansatte i forskjellige avdelinger og lokasjoner. Decorators kan definere tilgangskontrollregler basert på brukerens rolle, avdeling og plassering, og sikre at bare autorisert personell kan få tilgang til sensitive data og funksjonalitet.
Beste praksis
Når du bruker JavaScript Decorators, bør du vurdere følgende beste praksis:
- Hold dekoratører enkle: Dekoratører bør være fokusert og utføre en enkelt, veldefinert oppgave. Unngå kompleks logikk i dekoratører for å opprettholde lesbarhet og vedlikeholdbarhet.
- Bruk dekoratørfabrikker: Bruk dekoratørfabrikker for å tillate konfigurerbare dekoratører. Dette gjør dekoratørene dine mer fleksible og gjenbrukbare.
- Unngå sideeffekter: Dekoratører bør primært fokusere på å endre det dekorerte elementet eller knytte metadata til det. Unngå å utføre komplekse sideeffekter i dekoratører som kan gjøre koden din vanskeligere å forstå og feilsøke.
- Bruk TypeScript: TypeScript gir utmerket støtte for dekoratører, inkludert typekontroll og IntelliSense. Bruk av TypeScript kan hjelpe deg med å fange feil tidlig og forbedre utviklingsopplevelsen.
- Dokumenter dekoratørene dine: Dokumenter dekoratørene dine tydelig for å forklare formålet deres og hvordan de skal brukes. Dette gjør det enklere for andre utviklere å forstå og bruke dekoratørene dine riktig.
- Vurder ytelsen: Mens dekoratører er kraftige, kan de også påvirke ytelsen. Vær oppmerksom på ytelsesimplikasjonene av dekoratørene dine, spesielt i ytelses-kritiske applikasjoner.
Eksempler på internasjonalisering med Decorators
Decorators kan hjelpe til med internasjonalisering (i18n) og lokalisering (l10n) ved å knytte lokalespesifikke data og oppførsel til kodekomponenter:
Eksempel: Lokalisert datoformatering
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()); // Utdata dato i fransk format
Eksempel: Valutaformatering basert på brukernes plassering
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()); // Utdata pris i tysk euro-format
Fremtidige hensyn
JavaScript-dekoratører er en funksjon i utvikling, og standarden er fortsatt under utvikling. Noen fremtidige hensyn inkluderer:
- Standardisering: ECMAScript-standarden for dekoratører er fortsatt i gang. Etter hvert som standarden utvikler seg, kan det være endringer i syntaksen og oppførselen til dekoratører.
- Ytelsesoptimalisering: Etter hvert som dekoratører blir mer utbredt, vil det være behov for ytelsesoptimaliseringer for å sikre at de ikke påvirker applikasjonsytelsen negativt.
- Verktøystøtte: Forbedret verktøystøtte for dekoratører, for eksempel IDE-integrasjon og feilsøkingsverktøy, vil gjøre det enklere for utviklere å bruke dekoratører effektivt.
Konklusjon
JavaScript Decorators er et kraftig verktøy for å implementere metadata-programmering og forbedre oppførselen til koden din. Ved å bruke dekoratører kan du legge til funksjonalitet på en ren, deklarativ og gjenbrukbar måte. Dette fører til mer vedlikeholdbar, testbar og skalerbar kode. Å forstå de forskjellige typene dekoratører og hvordan du bruker dem effektivt, er avgjørende for moderne JavaScript-utvikling. Decorators, spesielt når de kombineres med Reflect Metadata API, låser opp en rekke muligheter, fra avhengighetsinjeksjon og validering til serialisering og ruting, noe som gjør koden din mer uttrykksfull og enklere å administrere.