ข้อเสนอ JavaScript Decorators: การปรับปรุงเมธอดและการใส่คำอธิบายประกอบเมตาดาต้า

JavaScript ในฐานะภาษาที่มีพลวัตและมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง พยายามหาวิธีปรับปรุงความสามารถในการอ่าน การบำรุงรักษา และการขยายโค้ดอย่างต่อเนื่อง หนึ่งในคุณสมบัติที่คาดหวังมากที่สุดซึ่งมีเป้าหมายเพื่อจัดการกับแง่มุมเหล่านี้คือข้อเสนอ Decorators บทความนี้ให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของ JavaScript Decorators สำรวจไวยากรณ์ ความสามารถ และผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อการพัฒนา JavaScript สมัยใหม่ แม้ว่าขณะนี้จะเป็นข้อเสนอ Stage 3 แต่ decorators มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเฟรมเวิร์กเช่น Angular และมีการนำไปใช้อย่างแพร่หลายผ่าน transpilers เช่น Babel สิ่งนี้ทำให้การทำความเข้าใจสิ่งเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับนักพัฒนา JavaScript สมัยใหม่ทุกคน

JavaScript Decorators คืออะไร

Decorators เป็นรูปแบบการออกแบบที่ยืมมาจากภาษาอื่น ๆ เช่น Python และ Java โดยพื้นฐานแล้วมันคือการประกาศพิเศษที่สามารถแนบกับคลาส เมธอด ตัวเข้าถึง คุณสมบัติ หรือพารามิเตอร์ Decorators ใช้ไวยากรณ์ @expression โดยที่ expression ต้องประเมินเป็นฟังก์ชันที่จะถูกเรียกใช้รันไทม์พร้อมข้อมูลเกี่ยวกับการประกาศที่ตกแต่ง

คิดว่า decorators เป็นวิธีเพิ่มฟังก์ชันการทำงานหรือเมตาดาต้าพิเศษลงในโค้ดที่มีอยู่โดยไม่ต้องแก้ไขโดยตรง สิ่งนี้ส่งเสริมฐานโค้ดที่เป็นประกาศและบำรุงรักษาได้มากขึ้น

ไวยากรณ์และการใช้งานพื้นฐาน

decorator อย่างง่ายคือฟังก์ชันที่รับอาร์กิวเมนต์หนึ่ง สอง หรือสามอาร์กิวเมนต์ขึ้นอยู่กับสิ่งที่กำลังตกแต่ง:

• สำหรับ class decorator อาร์กิวเมนต์คือคอนสตรัคเตอร์ของคลาส
• สำหรับ method หรือ accessor decorator อาร์กิวเมนต์คืออ็อบเจ็กต์เป้าหมาย (ทั้งต้นแบบของคลาสหรือคอนสตรัคเตอร์ของคลาสสำหรับสมาชิกแบบคงที่) คีย์คุณสมบัติ (ชื่อของเมธอดหรือตัวเข้าถึง) และตัวอธิบายคุณสมบัติ
• สำหรับ property decorator อาร์กิวเมนต์คืออ็อบเจ็กต์เป้าหมายและคีย์คุณสมบัติ
• สำหรับ parameter decorator อาร์กิวเมนต์คืออ็อบเจ็กต์เป้าหมาย คีย์คุณสมบัติ และดัชนีของพารามิเตอร์ในรายการพารามิเตอร์ของฟังก์ชัน

Class Decorators

Class decorator ถูกนำไปใช้กับคอนสตรัคเตอร์ของคลาส สามารถใช้เพื่อสังเกต แก้ไข หรือแทนที่คำจำกัดความของคลาส กรณีการใช้งานทั่วไปคือการลงทะเบียนคลาสภายในเฟรมเวิร์กหรือไลบรารี

ตัวอย่าง: การบันทึกอินสแตนซ์ของคลาส

            function logClass(constructor: Function) {
 return class extends constructor {
 constructor(...args: any[]) {
 super(...args);
 console.log(`New instance of ${constructor.name} created.`);
 }
 };
}

@logClass
class MyClass {
 constructor(public message: string) {
 }
}

const instance = new MyClass("Hello, Decorators!"); // Output: New instance of MyClass created.
            

              
                Copy
              
            
          

ในตัวอย่างนี้ decorator logClass จะแก้ไขคอนสตรัคเตอร์ MyClass เพื่อบันทึกข้อความทุกครั้งที่สร้างอินสแตนซ์ใหม่

Method Decorators

Method decorators ถูกนำไปใช้กับเมธอดภายในคลาส สามารถใช้เพื่อสังเกต แก้ไข หรือแทนที่พฤติกรรมของเมธอด สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับสิ่งต่างๆ เช่น การบันทึกการเรียกใช้เมธอด การตรวจสอบอาร์กิวเมนต์ หรือการนำแคชไปใช้

ตัวอย่าง: การบันทึกการเรียกใช้เมธอด

            function logMethod(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
 const originalMethod = descriptor.value;

 descriptor.value = function (...args: any[]) {
 console.log(`Calling method ${propertyKey} with arguments: ${JSON.stringify(args)}`);
 const result = originalMethod.apply(this, args);
 console.log(`Method ${propertyKey} returned: ${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); // Output: Calling method add with arguments: [5,3]
 // Output: Method add returned: 8
            

              
                Copy
              
            
          

decorator logMethod จะบันทึกอาร์กิวเมนต์และค่าที่ส่งคืนของเมธอด add

Accessor Decorators

Accessor decorators คล้ายกับ method decorators แต่ใช้กับเมธอด getter หรือ setter สามารถใช้เพื่อควบคุมการเข้าถึงคุณสมบัติหรือเพิ่มตรรกะการตรวจสอบ

ตัวอย่าง: การตรวจสอบค่า Setter

            function validate(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
 const originalSet = descriptor.set;

 descriptor.set = function (value: number) {
 if (value < 0) {
 throw new Error("Value must be non-negative.");
 }
 originalSet.call(this, value);
 };
}

class Temperature {
 private _celsius: number = 0;

 @validate
 set celsius(value: number) {
 this._celsius = value;
 }

 get celsius(): number {
 return this._celsius;
 }
}

const temperature = new Temperature();
temperature.celsius = 25; // OK
// temperature.celsius = -10; // Throws an error
            

              
                Copy
              
            
          

decorator validate ช่วยให้มั่นใจได้ว่า setter celsius จะยอมรับเฉพาะค่าที่ไม่เป็นลบเท่านั้น

Property Decorators

Property decorators ถูกนำไปใช้กับคุณสมบัติของคลาส สามารถใช้เพื่อกำหนดเมตาดาต้าเกี่ยวกับคุณสมบัติหรือแก้ไขพฤติกรรม

ตัวอย่าง: การกำหนดคุณสมบัติที่จำเป็น

            function required(target: any, propertyKey: string) {
 let existingRequiredProperties: string[] = target.__requiredProperties__ || [];
 existingRequiredProperties.push(propertyKey);
 target.__requiredProperties__ = existingRequiredProperties;
}

class UserProfile {
 @required
 name: string;

 age: number;

 constructor(data: any) {
 this.name = data.name;
 this.age = data.age;

 const requiredProperties: string[] = (this.constructor as any).prototype.__requiredProperties__ || [];
 requiredProperties.forEach(property => {
 if (!this[property]) {
 throw new Error(`Missing required property: ${property}`);
 }
 });
 }
}

// const user = new UserProfile({}); // Throws an error: Missing required property: name
const user = new UserProfile({ name: "John Doe" }); // OK
            

              
                Copy
              
            
          

decorator required จะทำเครื่องหมายคุณสมบัติ name ว่าจำเป็น จากนั้นคอนสตรัคเตอร์จะตรวจสอบว่ามีคุณสมบัติที่จำเป็นทั้งหมดหรือไม่

Parameter Decorators

Parameter decorators ถูกนำไปใช้กับพารามิเตอร์ฟังก์ชัน สามารถใช้เพื่อเพิ่มเมตาดาต้าเกี่ยวกับพารามิเตอร์หรือแก้ไขพฤติกรรม พวกเขาพบได้น้อยกว่า decorators ประเภทอื่น ๆ

ตัวอย่าง: การฉีด Dependency

            import 'reflect-metadata';

const Injectable = (): ClassDecorator => {
 return (target: any) => {
 Reflect.defineMetadata('injectable', true, target);
 };
};

const Inject = (token: any): ParameterDecorator => {
 return (target: any, propertyKey: string | symbol | undefined, parameterIndex: number) => {
 Reflect.defineMetadata('design:paramtypes', [token], target, propertyKey!)
 };
};

@Injectable()
class DatabaseService {
 connect() {
 console.log("Connecting to the database...");
 }
}

class UserService {
 private databaseService: DatabaseService;

 constructor(@Inject(DatabaseService) databaseService: DatabaseService) {
 this.databaseService = databaseService;
 }

 getUser(id: number) {
 this.databaseService.connect();
 console.log(`Fetching user with ID: ${id}`);
 }
}

const databaseService = new DatabaseService();
const userService = new UserService(databaseService);
userService.getUser(123);
            

              
                Copy
              
            
          

ในตัวอย่างนี้ เรากำลังใช้ reflect-metadata (แนวทางปฏิบัติทั่วไปเมื่อทำงานกับการฉีด dependency ใน JavaScript/TypeScript) decorator @Inject บอกคอนสตรัคเตอร์ UserService ให้ฉีดอินสแตนซ์ของ DatabaseService แม้ว่าตัวอย่างข้างต้นจะไม่สามารถดำเนินการได้อย่างสมบูรณ์หากไม่มีการตั้งค่าเพิ่มเติม แต่ก็แสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่ตั้งใจไว้

กรณีการใช้งานและประโยชน์

Decorators นำเสนอประโยชน์มากมายและสามารถนำไปใช้กับกรณีการใช้งานต่างๆ ได้:

• คำอธิบายประกอบเมตาดาต้า: Decorators สามารถใช้เพื่อแนบเมตาดาต้ากับคลาส เมธอด และคุณสมบัติ เฟรมเวิร์กและไลบรารีสามารถใช้เมตาดาต้านี้เพื่อให้ฟังก์ชันการทำงานเพิ่มเติม เช่น การฉีด dependency การกำหนดเส้นทาง และการตรวจสอบ
• การเขียนโปรแกรมเชิง Aspect (AOP): Decorators สามารถนำแนวคิด AOP เช่น การบันทึก ความปลอดภัย และการจัดการธุรกรรมไปใช้โดยการห่อเมธอดด้วยพฤติกรรมเพิ่มเติม
• การใช้โค้ดซ้ำ: Decorators ส่งเสริมการใช้โค้ดซ้ำโดยอนุญาตให้คุณแยกฟังก์ชันการทำงานทั่วไปออกเป็น decorators ที่ใช้ซ้ำได้
• การปรับปรุงความสามารถในการอ่าน: Decorators ทำให้โค้ดอ่านได้ง่ายขึ้นและเป็นประกาศมากขึ้นโดยการแยกความกังวลและลดโค้ด boilerplate
• การรวมเฟรมเวิร์ก: Decorators มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเฟรมเวิร์ก JavaScript ยอดนิยม เช่น Angular, NestJS และ MobX เพื่อให้วิธีที่เป็นประกาศและแสดงออกมากขึ้นในการกำหนดส่วนประกอบ บริการ และแนวคิดเฉพาะของเฟรมเวิร์กอื่น ๆ

ตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริงและการพิจารณาในระดับสากล

แม้ว่าแนวคิดหลักของ decorators จะยังคงเหมือนเดิมในบริบทการเขียนโปรแกรมที่แตกต่างกัน แต่การใช้งานอาจแตกต่างกันไปตามเฟรมเวิร์กหรือไลบรารีที่ใช้ นี่คือตัวอย่างบางส่วน:

• Angular (พัฒนาโดย Google ใช้ทั่วโลก): Angular ใช้ decorators อย่างมากในการกำหนดส่วนประกอบ บริการ และ directives ตัวอย่างเช่น decorator @Component ใช้เพื่อกำหนดส่วนประกอบ UI ด้วยเทมเพลต สไตล์ และเมตาดาต้าอื่น ๆ ช่วยให้นักพัฒนาจากภูมิหลังที่หลากหลายสามารถสร้างและจัดการอินเทอร์เฟซผู้ใช้ที่ซับซ้อนได้อย่างง่ายดายโดยใช้วิธีการที่เป็นมาตรฐาน

              
   @Component({
   selector: 'app-my-component',
   templateUrl: './my-component.html',
   styleUrls: ['./my-component.css']
   })
   class MyComponent {
   // Component logic here
   }
   
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• NestJS (เฟรมเวิร์ก Node.js ที่ได้รับแรงบันดาลใจจาก Angular นำมาใช้ทั่วโลก): NestJS ใช้ decorators สำหรับการกำหนดคอนโทรลเลอร์ เส้นทาง และโมดูล decorators @Controller และ @Get ใช้เพื่อกำหนด API endpoints และตัวจัดการที่เกี่ยวข้อง สิ่งนี้ทำให้กระบวนการสร้างแอปพลิเคชันฝั่งเซิร์ฟเวอร์ที่ปรับขนาดได้และบำรุงรักษาได้ง่ายขึ้น โดยไม่คำนึงถึงที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ของนักพัฒนา

              
   @Controller('users')
   class UsersController {
   @Get()
   findAll(): string {
   return 'This action returns all users';
   }
   }
   
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• MobX (ไลบรารีการจัดการสถานะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชัน React ทั่วโลก): MobX ใช้ decorators สำหรับการกำหนดคุณสมบัติที่สังเกตได้และค่าที่คำนวณได้ decorators @observable และ @computed จะติดตามการเปลี่ยนแปลงข้อมูลโดยอัตโนมัติและอัปเดต UI ตามนั้น สิ่งนี้ช่วยให้นักพัฒนาสร้างอินเทอร์เฟซผู้ใช้ที่ตอบสนองและมีประสิทธิภาพสำหรับผู้ชมต่างประเทศ ทำให้มั่นใจได้ถึงประสบการณ์การใช้งานที่ราบรื่นแม้จะมีโฟลว์ข้อมูลที่ซับซ้อน

              
   class Store {
   @observable count = 0;
  
   @computed get doubledCount() {
   return this.count * 2;
   }
  
   increment() {
   this.count++;
   }
   }
   
              
  
                
                  Copy
                
              
            

ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับการทำให้เป็นสากล: เมื่อใช้ decorators ในโครงการที่มุ่งเป้าไปที่ผู้ชมทั่วโลก สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาการทำให้เป็นสากล (i18n) และการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น (l10n) แม้ว่า decorators เองจะไม่ได้จัดการ i18n/l10n โดยตรง แต่ก็สามารถใช้เพื่อปรับปรุงกระบวนการได้โดย:

• การเพิ่มเมตาดาต้าสำหรับการแปล: Decorators สามารถใช้เพื่อทำเครื่องหมายคุณสมบัติหรือเมธอดที่ต้องแปล จากนั้นไลบรารี i18n สามารถใช้เมตาดาต้านี้เพื่อแยกและแปลข้อความที่เกี่ยวข้อง
• การโหลดการแปลแบบไดนามิก: Decorators สามารถใช้เพื่อโหลดการแปลแบบไดนามิกตาม locale ของผู้ใช้ สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าแอปพลิเคชันจะแสดงในภาษาที่ผู้ใช้ต้องการ โดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งที่ตั้ง
• การจัดรูปแบบวันที่และตัวเลข: Decorators สามารถใช้เพื่อจัดรูปแบบวันที่และตัวเลขตาม locale ของผู้ใช้ สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าวันที่และตัวเลขจะแสดงในรูปแบบที่เหมาะสมกับวัฒนธรรม

ตัวอย่างเช่น ลองจินตนาการถึง decorator `@Translatable` ที่ทำเครื่องหมายคุณสมบัติว่าต้องการการแปล จากนั้นไลบรารี i18n สามารถสแกน codebase ค้นหาคุณสมบัติทั้งหมดที่ทำเครื่องหมายด้วย `@Translatable` และแยกข้อความสำหรับการแปล หลังจากการแปล ไลบรารีสามารถแทนที่ข้อความต้นฉบับด้วยเวอร์ชันที่แปลตาม locale ของผู้ใช้ แนวทางนี้ส่งเสริมเวิร์กโฟลว์ i18n/l10n ที่เป็นระเบียบและบำรุงรักษาได้มากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันขนาดใหญ่และซับซ้อน

สถานะปัจจุบันของข้อเสนอและการสนับสนุนเบราว์เซอร์

ข้อเสนอ JavaScript Decorators อยู่ใน Stage 3 ในกระบวนการสร้างมาตรฐาน TC39 ซึ่งหมายความว่าข้อเสนอนี้ค่อนข้างเสถียรและมีแนวโน้มที่จะรวมอยู่ในข้อกำหนด ECMAScript ในอนาคต

แม้ว่าการสนับสนุนเบราว์เซอร์แบบเนทีฟสำหรับ decorators จะยังมีจำกัด แต่ก็สามารถใช้ในโครงการ JavaScript สมัยใหม่ส่วนใหญ่ได้โดยใช้ transpilers เช่น Babel หรือคอมไพเลอร์ TypeScript เครื่องมือเหล่านี้แปลงไวยากรณ์ decorator เป็นโค้ด JavaScript มาตรฐานที่สามารถดำเนินการได้ในเบราว์เซอร์หรือสภาพแวดล้อม Node.js

การใช้ Babel: หากต้องการใช้ decorators กับ Babel คุณต้องติดตั้งปลั๊กอิน @babel/plugin-proposal-decorators และกำหนดค่าในไฟล์กำหนดค่า Babel (.babelrc หรือ babel.config.js) นอกจากนี้ คุณอาจต้องใช้ `@babel/plugin-proposal-class-properties` ด้วย

            
 // babel.config.js
 module.exports = {
 presets: ['@babel/preset-env'],
 plugins: [
 ['@babel/plugin-proposal-decorators', { legacy: true }],
 ['@babel/plugin-proposal-class-properties', { loose: true }]
 ],
 };
 
            

              
                Copy
              
            
          

การใช้ TypeScript: TypeScript มีการสนับสนุน decorators ในตัว คุณต้องเปิดใช้งานตัวเลือกคอมไพเลอร์ experimentalDecorators ในไฟล์ tsconfig.json ของคุณ

            
 // tsconfig.json
 {
 "compilerOptions": {
 "target": "es5",
 "experimentalDecorators": true,
 "emitDecoratorMetadata": true,  // Optional, but useful for dependency injection
 }
 }
 
            

              
                Copy
              
            
          

โปรดทราบตัวเลือก `emitDecoratorMetadata` สิ่งนี้ทำงานร่วมกับไลบรารีเช่น `reflect-metadata` เพื่อเปิดใช้งานการฉีด dependency ผ่าน decorators

ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นและทิศทางในอนาคต

ข้อเสนอ JavaScript Decorators มีศักยภาพที่จะส่งผลกระทบอย่างมากต่อวิธีการเขียนโค้ด JavaScript โดยการให้วิธีที่เป็นประกาศและแสดงออกมากขึ้นในการเพิ่มฟังก์ชันการทำงานให้กับคลาส เมธอด และคุณสมบัติ decorators สามารถปรับปรุงความสามารถในการอ่าน การบำรุงรักษา และการใช้โค้ดซ้ำ

เมื่อข้อเสนอคืบหน้าผ่านกระบวนการสร้างมาตรฐานและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางมากขึ้น เราสามารถคาดหวังได้ว่าจะเห็นเฟรมเวิร์กและไลบรารีต่างๆ ยอมรับ decorators มากขึ้นเพื่อให้ประสบการณ์นักพัฒนาที่เป็นธรรมชาติและทรงพลังยิ่งขึ้น

นอกจากนี้ ความสามารถด้านเมตาดาต้าของ decorators ยังสามารถเปิดใช้งานความเป็นไปได้ใหม่ๆ สำหรับการสร้างเครื่องมือและการวิเคราะห์โค้ด ตัวอย่างเช่น linters และ code editors สามารถใช้เมตาดาต้า decorator เพื่อให้คำแนะนำและข้อความแสดงข้อผิดพลาดที่แม่นยำและเกี่ยวข้องมากขึ้น

บทสรุป

JavaScript Decorators เป็นคุณสมบัติที่มีประสิทธิภาพและมีแนวโน้มซึ่งสามารถปรับปรุงการพัฒนา JavaScript สมัยใหม่ได้อย่างมาก ด้วยการทำความเข้าใจไวยากรณ์ ความสามารถ และกรณีการใช้งานที่อาจเกิดขึ้น นักพัฒนาสามารถใช้ประโยชน์จาก decorators เพื่อเขียนโค้ดที่บำรุงรักษา อ่าน และนำกลับมาใช้ใหม่ได้มากขึ้น แม้ว่าการสนับสนุนเบราว์เซอร์แบบเนทีฟยังคงมีการพัฒนา แต่ transpilers เช่น Babel และ TypeScript ทำให้สามารถใช้ decorators ในโครงการ JavaScript ส่วนใหญ่ได้ในปัจจุบัน เมื่อข้อเสนอเคลื่อนไปสู่การสร้างมาตรฐานและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางมากขึ้น decorators มีแนวโน้มที่จะกลายเป็นเครื่องมือสำคัญในคลังแสงของนักพัฒนา JavaScript

การเรียนรู้เพิ่มเติม

• ข้อเสนอ TC39 Decorators
• TypeScript Decorators
• Babel Plugin Proposal Decorators
• reflect-metadata