Шаблони проєктування вебкомпонентів: побудова архітектури багаторазових компонентів

Вебкомпоненти – це потужний набір вебстандартів, які дозволяють розробникам створювати багаторазові, інкапсульовані HTML-елементи для використання у вебзастосунках і вебсторінках. Це сприяє повторному використанню коду, зручності обслуговування та узгодженості в різних проєктах і платформах. Однак просте використання вебкомпонентів автоматично не гарантує добре структурований або легкий в обслуговуванні застосунок. Ось тут і з’являються шаблони проєктування. Застосовуючи усталені принципи проєктування, ми можемо будувати надійні та масштабовані архітектури компонентів.

Навіщо використовувати вебкомпоненти?

Перш ніж заглиблюватися в шаблони проєктування, давайте коротко підсумуємо основні переваги вебкомпонентів:

• Повторне використання: Створіть власні елементи один раз і використовуйте їх будь-де.
• Інкапсуляція: Shadow DOM забезпечує ізоляцію стилів і скриптів, запобігаючи конфліктам з іншими частинами сторінки.
• Сумісність: Вебкомпоненти бездоганно працюють із будь-якою JavaScript-платформою або бібліотекою, або навіть без платформи.
• Зручність обслуговування: Добре визначені компоненти легше розуміти, тестувати та оновлювати.

Основні технології вебкомпонентів

Вебкомпоненти побудовані на трьох основних технологіях:

• Власні елементи: JavaScript API, які дозволяють визначати власні HTML-елементи та їхню поведінку.
• Shadow DOM: Забезпечує інкапсуляцію, створюючи окреме DOM-дерево для компонента, захищаючи його від глобального DOM і його стилів.
• HTML-шаблони: <template> і <slot> елементи дозволяють визначати багаторазові HTML-структури та заповнювальний вміст.

Основні шаблони проєктування для вебкомпонентів

Наступні шаблони проєктування можуть допомогти вам створити ефективніші та зручніші в обслуговуванні архітектури вебкомпонентів:

1. Композиція над успадкуванням

Опис: Віддавайте перевагу складанню компонентів із менших, спеціалізованих компонентів, а не покладайтеся на ієрархії успадкування. Успадкування може призвести до тісно пов’язаних компонентів і проблеми крихкого базового класу. Композиція сприяє слабкому зв’язку та більшій гнучкості.

Приклад: Замість створення <special-button>, який успадковується від <base-button>, створіть <special-button>, який містить <base-button> і додає певні стилі або функціональність.

Реалізація: Використовуйте слоти для проєктування вмісту та внутрішніх компонентів у ваш вебкомпонент. Це дозволяє налаштовувати структуру та вміст компонента без зміни його внутрішньої логіки.

<my-composite-component>
  <p slot="header">Вміст заголовка</p>
  <p>Основний вміст</p>
</my-composite-component>

2. Шаблон спостерігача

Опис: Визначте залежність «один до багатьох» між об’єктами таким чином, щоб коли один об’єкт змінює стан, усі його залежні об’єкти автоматично отримували сповіщення та оновлювалися. Це має вирішальне значення для обробки прив’язки даних і зв’язку між компонентами.

Приклад: Компонент <data-source> може повідомляти компонент <data-display> щоразу, коли змінюються основні дані.

Реалізація: Використовуйте власні події, щоб запускати оновлення між слабо зв’язаними компонентами. <data-source> надсилає власну подію, коли дані змінюються, а <data-display> прослуховує цю подію, щоб оновити своє представлення. Розгляньте можливість використання централізованої шини подій для складних сценаріїв зв’язку.

// компонент data-source
this.dispatchEvent(new CustomEvent('data-changed', { detail: this.data }));

// компонент data-display
connectedCallback() {
  window.addEventListener('data-changed', (event) => {
    this.data = event.detail;
    this.render();
  });
}

3. Керування станом

Опис: Реалізуйте стратегію керування станом ваших компонентів і всього застосунку. Правильне керування станом має вирішальне значення для створення складних вебзастосунків, керованих даними. Розгляньте можливість використання реактивних бібліотек або централізованих сховищ станів для складних застосунків. Для менших застосунків може бути достатньо стану на рівні компонентів.

Приклад: Застосунку кошика для покупок потрібно керувати товарами в кошику, статусом входу користувача та адресою доставки. Ці дані мають бути доступними та узгодженими в кількох компонентах.

Реалізація: Можливі кілька підходів:

• Локальний стан компонента: Використовуйте властивості та атрибути для зберігання стану, специфічного для компонента.
• Централізоване сховище станів: Використовуйте бібліотеку, як-от Redux або Vuex (або подібну), для керування станом всього застосунку. Це корисно для великих застосунків зі складними залежностями стану.
• Реактивні бібліотеки: Інтегруйте бібліотеки, як-от LitElement або Svelte, які забезпечують вбудовану реактивність, полегшуючи керування станом.

// Використання LitElement
import { LitElement, html, property } from 'lit-element';

class MyComponent extends LitElement {
  @property({ type: String }) message = 'Hello, world!';

  render() {
    return html`<p>${this.message}</p>`;
  }
}

customElements.define('my-component', MyComponent);

4. Шаблон фасаду

Опис: Надайте спрощений інтерфейс для складної підсистеми. Це захищає клієнтський код від складності основної реалізації та полегшує використання компонента.

Приклад: Компонент <data-grid> може внутрішньо обробляти складне отримання, фільтрування та сортування даних. Шаблон фасаду надаватиме простий API для клієнтів для налаштування цих функціональних можливостей за допомогою атрибутів або властивостей, без потреби розуміти основні деталі реалізації.

Реалізація: Надайте набір чітко визначених властивостей і методів, які інкапсулюють основну складність. Наприклад, замість того, щоб вимагати від користувачів безпосередньо маніпулювати внутрішніми структурами даних сітки даних, надайте такі методи, як setData(), filterData() і sortData().

// компонент data-grid
<data-grid data-url="/api/data" filter="active" sort-by="name"></data-grid>

// Внутрішньо компонент обробляє отримання, фільтрування та сортування на основі атрибутів.

5. Шаблон адаптера

Опис: Перетворіть інтерфейс класу в інший інтерфейс, який очікують клієнти. Цей шаблон корисний для інтеграції вебкомпонентів із наявними бібліотеками або фреймворками JavaScript, які мають різні API.

Приклад: У вас може бути застаріла бібліотека діаграм, яка очікує дані в певному форматі. Ви можете створити компонент адаптера, який перетворює дані із загального джерела даних у формат, який очікує бібліотека діаграм.

Реалізація: Створіть компонент-обгортку, який отримує дані в загальному форматі та перетворює їх у формат, необхідний для застарілої бібліотеки. Потім цей компонент адаптера використовує застарілу бібліотеку для відтворення діаграми.

// Компонент адаптера
class ChartAdapter extends HTMLElement {
  connectedCallback() {
    const data = this.getData(); // Отримайте дані з джерела даних
    const adaptedData = this.adaptData(data); // Перетворіть дані у необхідний формат
    this.renderChart(adaptedData); // Використовуйте застарілу бібліотеку діаграм для відтворення діаграми
  }

  adaptData(data) {
    // Логіка перетворення тут
    return transformedData;
  }
}

6. Шаблон стратегії

Опис: Визначте сімейство алгоритмів, інкапсулюйте кожен з них і зробіть їх взаємозамінними. Стратегія дозволяє алгоритму змінюватися незалежно від клієнтів, які його використовують. Це корисно, коли компоненту потрібно виконувати те саме завдання різними способами, залежно від зовнішніх факторів або вподобань користувача.

Приклад: Компоненту <data-formatter> може знадобитися форматувати дані різними способами залежно від локалі (наприклад, формати дати, символи валют). Шаблон стратегії дозволяє визначати окремі стратегії форматування та динамічно перемикатися між ними.

Реалізація: Визначте інтерфейс для стратегій форматування. Створіть конкретні реалізації цього інтерфейсу для кожної стратегії форматування (наприклад, DateFormattingStrategy, CurrencyFormattingStrategy). Компонент <data-formatter> приймає стратегію як вхідні дані та використовує її для форматування даних.

// Інтерфейс стратегії
class FormattingStrategy {
  format(data) {
    throw new Error('Method not implemented');
  }
}

// Конкретна стратегія
class CurrencyFormattingStrategy extends FormattingStrategy {
  format(data) {
    return new Intl.NumberFormat(this.locale, { style: 'currency', currency: this.currency }).format(data);
  }
}

// Компонент data-formatter
class DataFormatter extends HTMLElement {
  set strategy(strategy) {
    this._strategy = strategy;
    this.render();
  }

  render() {
    const formattedData = this._strategy.format(this.data);
    // ...
  }
}

7. Шаблон видавця-підписника (PubSub)

Опис: Визначає залежність «один до багатьох» між об’єктами, подібно до шаблону спостерігача, але зі слабшим зв’язком. Видавцям (компонентам, які випромінюють події) не потрібно знати про підписників (компоненти, які прослуховують події). Це сприяє модульності та зменшує залежності між компонентами.

Приклад: Компонент <user-login> може опублікувати подію «user-logged-in», коли користувач успішно ввійде в систему. Кілька інших компонентів, таких як компонент <profile-display> або компонент <notification-center>, можуть підписатися на цю подію та відповідно оновити свій інтерфейс користувача.

Реалізація: Використовуйте централізовану шину подій або чергу повідомлень для керування публікацією та підпискою на події. Вебкомпоненти можуть надсилати власні події в шину подій, а інші компоненти можуть підписуватися на ці події, щоб отримувати сповіщення.

// Шина подій (спрощено)
const eventBus = {
  events: {},
  subscribe: function(event, callback) {
    if (!this.events[event]) {
      this.events[event] = [];
    }
    this.events[event].push(callback);
  },
  publish: function(event, data) {
    if (this.events[event]) {
      this.events[event].forEach(callback => callback(data));
    }
  }
};

// компонент user-login
this.login().then(() => {
  eventBus.publish('user-logged-in', { username: this.username });
});

// компонент profile-display
connectedCallback() {
  eventBus.subscribe('user-logged-in', (userData) => {
    this.displayProfile(userData);
  });
}

8. Шаблон шаблонного методу

Опис: Визначте структуру алгоритму в операції, відкладаючи деякі кроки на підкласи. Шаблонний метод дозволяє підкласам перевизначати певні кроки алгоритму, не змінюючи структуру алгоритму. Цей шаблон ефективний, коли у вас є кілька компонентів, які виконують подібні операції з невеликими відмінностями.

Приклад: Припустімо, у вас є кілька компонентів відображення даних (наприклад, <user-list>, <product-list>), яким усім потрібно отримати дані, відформатувати їх, а потім відтворити. Ви можете створити абстрактний базовий компонент, який визначає основні кроки цього процесу (отримання, форматування, відтворення), але залишає конкретну реалізацію кожного кроку для конкретних підкласів.

Реалізація: Визначте абстрактний базовий клас (або компонент з абстрактними методами), який реалізує основний алгоритм. Абстрактні методи представляють кроки, які потрібно налаштувати підкласами. Підкласи реалізують ці абстрактні методи, щоб забезпечити їхню конкретну поведінку.

// Абстрактний базовий компонент
class AbstractDataList extends HTMLElement {
  connectedCallback() {
    this.data = this.fetchData();
    this.formattedData = this.formatData(this.data);
    this.renderData(this.formattedData);
  }

  fetchData() {
    throw new Error('Method not implemented');
  }

  formatData(data) {
    throw new Error('Method not implemented');
  }

  renderData(formattedData) {
    throw new Error('Method not implemented');
  }
}

// Конкретний підклас
class UserList extends AbstractDataList {
  fetchData() {
    // Отримайте дані користувача з API
    return fetch('/api/users').then(response => response.json());
  }

  formatData(data) {
    // Форматуйте дані користувача
    return data.map(user => `${user.name} (${user.email})`);
  }

  renderData(formattedData) {
    // Відтворіть відформатовані дані користувача
    this.innerHTML = `<ul>${formattedData.map(item => `<li>${item}</li>`).join('')}</ul>`;
  }
}

Додаткові міркування щодо проєктування вебкомпонентів

• Доступність (A11y): Переконайтеся, що ваші компоненти доступні для користувачів з обмеженими можливостями. Використовуйте семантичний HTML, атрибути ARIA та забезпечте навігацію за допомогою клавіатури.
• Тестування: Напишіть модульні та інтеграційні тести, щоб перевірити функціональність і поведінку ваших компонентів.
• Документація: Чітко документуйте свої компоненти, включаючи їхні властивості, події та приклади використання. Такі інструменти, як Storybook, чудово підходять для документації компонентів.
• Продуктивність: Оптимізуйте свої компоненти для продуктивності, мінімізуючи маніпуляції з DOM, використовуючи ефективні методи відтворення та ресурси лінивого завантаження.
• Інтернаціоналізація (i18n) і локалізація (l10n): Спроектуйте свої компоненти для підтримки кількох мов і регіонів. Використовуйте API інтернаціоналізації (наприклад, Intl), щоб правильно форматувати дати, числа та валюти для різних локалей.

Архітектура вебкомпонентів: мікрофронтенди

Вебкомпоненти відіграють ключову роль в архітектурах мікрофронтендів. Мікрофронтенди – це архітектурний стиль, у якому інтерфейсна частина застосунку розкладається на менші, незалежно розгортаються модулі. Вебкомпоненти можна використовувати для інкапсуляції та представлення функціональності кожного мікрофронтенду, що дозволяє безперешкодно інтегрувати їх у більший застосунок. Це полегшує незалежну розробку, розгортання та масштабування різних частин інтерфейсної частини.

Висновок

Застосовуючи ці шаблони проєктування та найкращі практики, ви можете створювати вебкомпоненти, які є багаторазовими, зручними в обслуговуванні та масштабованими. Це призводить до більш надійних і ефективних вебзастосунків, незалежно від вибраної вами платформи JavaScript. Впровадження цих принципів дозволяє покращити співпрацю, покращити якість коду та, зрештою, покращити взаємодію з користувачем для вашої глобальної аудиторії. Не забувайте враховувати доступність, інтернаціоналізацію та продуктивність протягом усього процесу проєктування.