Декораторы в JavaScript что это такое и когда их использовать

Изучите декораторы в JavaScript что они представляют собой, как они работают, для чего они полезны, их плюсы и минусы, а также как их использовать.

В этой статье мы погрузимся в декораторы в JavaScript: что они такое, как они работают, для чего они полезны и как их использовать. Мы рассмотрим композицию декораторов, декораторы параметров, асинхронные декораторы, создание пользовательских декораторов, использование декораторов в различных фреймворках, фабрики декораторов и плюсы и минусы декораторов JavaScript.

Что такое декораторы в JavaScript?
Композиция декораторов
- Пример композиции декораторов
Декораторы параметров
- Пример декоратора параметра
Асинхронные декораторы
- Пример асинхронного декоратора
Создание пользовательских декораторов
- Примеры пользовательских декораторов
- Сценарии использования функциональностей пользовательского декоратора
Декораторы в различных фреймворках
Фабрики декораторов
- Практические сценарии использования фабрик декораторов
- Преимущества фабрик декораторов
Плюсы и минусы декораторов в JavaScript
- Плюсы оптимизации декораторов JavaScript
- Минусы оптимизации декораторов JavaScript
Заключение

Что такое декораторы в JavaScript?

Декоратор – это функция, которая добавляет некоторую суперсилу существующему методу. Он позволяет изменять поведение объекта, не изменяя его исходный код, но расширяя его функциональность.

Диаграмма, показывающая функцию, декоратор и декорированную функцию

Декораторы отлично подходят для улучшения читаемости, обслуживаемости и повторного использования кода. В JavaScript декораторы – это функции, которые могут изменять классы, методы, свойства или даже параметры. Они предоставляют способ добавить поведение или метаданные к различным частям вашего кода без изменения исходного кода.

Декораторы обычно используются с классами и предварительно отмечаются символом @:

// Простой декоратор function log(target, key, descriptor) {  console.log(`Логирование функции ${key}`);  return descriptor;}class Example {  @log  greet() {    console.log("Привет, мир!");  }}const example = new Example();example.greet(); // Выводит "Логирование функции greet" и "Привет, мир!"

Вышеприведенный код демонстрирует, как декоратор может изменить поведение метода класса, выполнив логирование сообщения перед выполнением метода.

Композиция декораторов

Декораторы обладают мощными возможностями композиции и вложенности. Это означает, что мы можем применять несколько декораторов к одному участку кода, и они будут выполняться в определенном порядке. Это помогает создавать сложные и модульные приложения.

Пример композиции декораторов

Давайте рассмотрим пример использования, когда несколько декораторов применяются к одному коду. Предположим, у нас есть веб-приложение, в котором мы хотим ограничить доступ к определенным маршрутам на основе аутентификации и уровню прав доступа пользователя. Мы можем достичь этого, объединив декораторы следующим образом:

@requireAuth@requireAdminclass AdminDashboard {  // ...}

Здесь requireAuth и requireAdmin – это декораторы, обеспечивающие проверку аутентификации пользователя и наличие привилегий администратора перед доступом к AdminDashboard.

Декораторы параметров

Декораторы параметров позволяют нам изменять параметры методов. Они менее распространены, чем другие типы декораторов, но они могут быть полезны в определенных ситуациях, таких как проверка или преобразование аргументов функции.

Пример декоратора параметра

Вот пример декоратора параметра, который обеспечивает, чтобы параметр функции находился в указанном диапазоне:

function validateParam(min, max) {  return function (target, key, index) {    const originalMethod = target[key];    target[key] = function (...args) {      const arg = args[index];      if (arg < min || arg > max) {        throw new Error(`Аргумент с индексом ${index} выходит за пределы диапазона.`);      }      return originalMethod.apply(this, args);    };  };}class MathOperations {  @validateParam(0, 10)  multiply(a, b) {    return a * b;  }}const math = new MathOperations();math.multiply(5, 12); // Вызывает ошибку

Код определяет декоратор с именем validateParam, примененный к методу с именем multiply в классе MathOperations. Декоратор validateParam проверяет, попадают ли параметры метода для умножения в указанный диапазон (от 0 до 10). Когда метод умножения вызывается с аргументами 5 и 12, декоратор обнаруживает, что 12 выходит за пределы диапазона и вызывает ошибку.

Асинхронные декораторы

Асинхронные декораторы обрабатывают асинхронные операции в современных JavaScript-приложениях. Они полезны при работе с async/await и промисами.

Пример асинхронного декоратора

Предположим, у нас есть сценарий, в котором мы хотим ограничить частоту вызовов определенного метода. Мы можем создать декоратор @throttle:

function throttle(delay) {  let lastExecution = 0;  return function (target, key, descriptor) {    const originalMethod = descriptor.value;    descriptor.value = async function (...args) {      const now = Date.now();      if (now - lastExecution >= delay) {        lastExecution = now;        return originalMethod.apply(this, args);      } else {        console.log(`Метод ${key} заторможен.`);      }    };  };}class DataService {  @throttle(1000)  async fetchData() {    // Получить данные с сервера  }}const dataService = new DataService();dataService.fetchData(); // Выполняется только раз в секунду

Здесь определен декоратор throttle, примененный к методу fetchData в классе DataService. Декоратор throttle гарантирует, что метод fetchData выполнится только раз в секунду. Если он вызывается чаще, декоратор регистрирует сообщение о том, что метод заторможен.

Этот код демонстрирует, как декораторы могут контролировать скорость вызова метода, что может быть полезно в сценариях, таких как ограничение частоты запросов к API.

Создание пользовательских декораторов

Хотя JavaScript предоставляет некоторые встроенные декораторы, такие как @deprecated или @readonly, есть случаи, когда нам нужно создавать пользовательские декораторы, адаптированные к конкретным требованиям нашего проекта.

Пользовательские декораторы – это определенные пользователем функции, которые изменяют поведение или свойства классов, методов, свойств или параметров в коде JavaScript. Эти декораторы инкапсулируют и повторно используют определенную функциональность или обеспечивают соблюдение определенных соглашений в нашем кодовой базе.

Примеры пользовательских декораторов

Декораторы используют символ @. Создадим пользовательский декоратор, который регистрирует сообщение перед и после выполнения метода. Этот декоратор поможет иллюстрировать базовую структуру пользовательских декораторов:

function logMethod(target, key, descriptor) {  const originalMethod = descriptor.value; // Сохранить оригинальный метод  // Переопределить метод с пользовательским поведением  descriptor.value = function (...args) {    console.log(`Перед вызовом ${key}`);    const result = originalMethod.apply(this, args);    console.log(`После вызова ${key}`);    return result;  };  return descriptor;}class Example {  @logMethod  greet() {    console.log("Привет, мир!");  }}const example = new Example();example.greet();

В этом примере мы определили декоратор logMethod, который обертывает метод greet класса Example. Декоратор регистрирует сообщение перед и после выполнения метода, улучшая поведение метода greet без изменения его исходного кода.

Давайте рассмотрим еще один пример – пользовательский декоратор @measureTime, который регистрирует время выполнения метода:

function measureTime(target, key, descriptor) {  const originalMethod = descriptor.value;  descriptor.value = function (...args) {    const start = performance.now();    const result = originalMethod.apply(this, args);    const end = performance.now();    console.log(`Время выполнения ${key}: ${end - start} миллисекунд`);    return result;  };  return descriptor;}class Timer {  @measureTime  heavyComputation() {    // Симулируем тяжелые вычисления    for (let i = 0; i < 1000000000; i++) {}  }}const timer = new Timer();timer.heavyComputation(); // Регистрирует время выполнения

Вышеуказанный код определяет пользовательский декоратор с названием measureTime и применяет его к методу в классе Timer. Этот декоратор измеряет время выполнения метода. При вызове метода heavyComputation декоратор регистрирует время начала, выполняет вычисления, регистрирует время окончания, вычисляет затраченное время и регистрирует его в консоли.

Этот код демонстрирует, как декораторы добавляют функциональность мониторинга производительности и замера времени к методам, что может быть полезно для оптимизации кода и выявления узких мест.

Применение пользовательских декораторов

Пользовательские декораторы могут обеспечивать различные функциональности, такие как проверка, аутентификация, ведение журнала или измерение производительности. Вот несколько примеров использования:

Проверка. Мы можем создавать декораторы для проверки аргументов метода, чтобы убедиться, что они соответствуют определенным критериям, как показано в предыдущем примере с валидацией параметров.
Аутентификация и авторизация. Декораторы могут использоваться для контроля доступа и правил авторизации, позволяя нам защищать маршруты или методы.
Кэширование. Декораторы могут реализовывать механизмы кэширования для эффективного хранения и извлечения данных, уменьшая ненужные вычисления.
Ведение журнала. Декораторы могут регистрировать вызовы методов, метрики производительности или ошибки, помогая в отладке и мониторинге.
Мемоизация. Декораторы мемоизации могут кэшировать результаты функции для определенных входных данных, улучшая производительность для повторяющихся вычислений.
Механизм повторной попытки. Мы можем создавать декораторы, которые автоматически повторяют выполнение метода определенное количество раз в случае ошибок.
Обработка событий. Декораторы могут вызывать события до и после выполнения метода, обеспечивая возможность создания событийной архитектуры.

Декораторы в различных фреймворках

Фреймворки и библиотеки JavaScript, такие как Angular, React и Vue.js имеют свои собственные правила использования декораторов. Понимание того, как работают декораторы в этих фреймворках, помогает нам создавать более качественные приложения.

Angular: широкое использование декораторов

Angular, полнофункциональный фронтенд-фреймворк, сильно полагается на декораторы для определения различных аспектов компонентов, сервисов и других элементов. Вот некоторые декораторы в Angular:

@Component. Используется для определения компонента и указания метаданных, таких как селектор, шаблон и стили компонента:
```
@Component({  selector: "app-example",  template: "<p>Пример компонента</p>",})class ExampleComponent {}
```
@Injectable. Обозначает класс как сервис, который может быть внедрен в другие компоненты и сервисы:
```
@Injectable()class ExampleService {}
```
@Input и @Output. Эти декораторы позволяют нам определять входные и выходные свойства компонентов, упрощая взаимодействие между родительскими и дочерними компонентами:
```
@Input() title: string;@Output() notify: EventEmitter<string> = new EventEmitter();
```

Декораторы Angular улучшают организацию кода, облегчая создание сложных приложений с ясной и структурированной архитектурой.

React: компоненты высшего порядка

React – популярная JavaScript-библиотека. В ней нет встроенных декораторов таким образом, как в Angular. Однако React представил концепцию, известную как компоненты высшего порядка (HOC), которые выступают в роли декоратора. HOC – это функции, которые принимают компонент и возвращают новый улучшенный компонент. Они позволяют повторное использование кода, абстрагирование состояния и манипуляцию с пропсами.

Вот пример HOC, который регистрирует, когда компонент рендерится:

Функция смLogger(WrappedComponent) {  return class extends React.Component {    render() {      console.log("Rendering", WrappedComponent.name);      return <WrappedComponent {...this.props} />;    }  };}const EnhancedComponent = withLogger(MyComponent);

В этом примере withLogger является компонентом высшего порядка (higher-order component), который регистрирует вывод любого обернутого компонента. Это способ усовершенствования компонентов путем добавления дополнительного поведения без изменения их исходного кода.

Vue.js: параметры компонента с декораторами

Vue.js – это еще один популярный JavaScript-фреймворк для создания пользовательских интерфейсов. В то время как Vue.js не поддерживает декораторы из коробки, некоторые проекты и библиотеки позволяют использовать декораторы для определения параметров компонента.

Вот пример определения компонента Vue с использованием библиотеки vue-class-component с декораторами:

javascriptCopy codeimport { Component, Prop, Vue } from 'vue-class-component';@Componentclass MyComponent extends Vue {  @Prop() title: string;  data() {    return { message: 'Hello, world!' };  }}

В этом примере декоратор @Component используется для определения компонента Vue, а декоратор @Prop используется для создания свойства компонента.

Фабрики декораторов

Фабрики декораторов – это функции, которые возвращают другие функции-декораторы. Вместо непосредственного определения декоратора мы создаем функцию, которая генерирует декораторы на основе переданных аргументов. Это позволяет настраивать поведение декораторов, делая их очень гибкими и многократно используемыми.

Общая структура фабрики декораторов выглядит следующим образом:

function decoratorFactory(config) {  return function decorator(target, key, descriptor) {    // Настройте поведение декоратора на основе аргумента 'config'.    // Измените 'descriptor' или выполните другие действия по мере необходимости.  };}

Здесь decoratorFactory – это функция фабрики декораторов, которая принимает аргумент config. Она возвращает функцию декоратора, которая может изменять цель, ключ или дескриптор в соответствии с предоставленной конфигурацией.

Давайте рассмотрим еще один пример – фабрику декораторов, которая регистрирует сообщения с разными уровнями серьезности:

function logWithSeverity(severity) {  return function (target, key, descriptor) {    const originalMethod = descriptor.value;    descriptor.value = function (...args) {      console.log(`[${severity}] ${key} called`);      return originalMethod.apply(this, args);    };  };}class Logger {  @logWithSeverity("INFO")  info() {    // Запись информационного сообщения  }  @logWithSeverity("ERROR")  error() {    // Запись сообщения об ошибке  }}const logger = new Logger();logger.info(); // Записывает "[INFO] info called"logger.error(); // Записывает "[ERROR] error called"

В приведенном коде пользовательские декораторы используются для дополнения методов внутри класса Logger. Эти декораторы создаются фабрикой декораторов под названием logWithSeverity. При применении к методам они записывают сообщения с определенными уровнями серьезности перед выполнением исходного метода. В данном случае методы info и error класса Logger декорируются для записи сообщений с уровнями серьезности INFO и ERROR соответственно. При вызове этих методов декоратор записывает сообщения, указывающие на вызов метода и уровень серьезности.

Этот код демонстрирует, как фабрики декораторов могут создавать настраиваемые декораторы для добавления функциональности к методам, например, записи журнала, без изменения исходного кода.

Практические примеры использования фабрик декораторов

Фабрики декораторов особенно полезны для создания декораторов с разными настройками, условиями или поведением. Вот несколько практических примеров использования фабрик декораторов:

Декораторы валидации. Мы можем создать фабрику декораторов валидации для генерации декораторов, которые проверяют определенные условия для параметров метода. Например, фабрика декораторов @validateParam может обеспечивать различные правила для разных параметров, такие как минимальные и максимальные значения:
```
function validateParam(min, max) {  return function (target, key, descriptor) {    // Проверить параметр с использованием значений 'min' и 'max'.  };}class MathOperations {  @validateParam(0, 10)  multiply(a, b) {    return a * b;  }}
```
Декораторы записи журнала. Фабрики декораторов могут создавать декораторы записи журнала с разными уровнями журнала или местами назначения. Например, мы можем создать фабрику декораторов @logWithSeverity, которая записывает сообщения с разными уровнями серьезности:
```
function logWithSeverity(severity) {  return function (target, key, descriptor) {    // Записывать сообщения с указанным уровнем 'severity'.  };}class Logger {  @logWithSeverity("INFO")  info() {    // Запись информационных сообщений.  }  @logWithSeverity("ERROR")  error() {    // Запись сообщений об ошибках.  }}
```
Условные декораторы. Фабрики декораторов позволяют создавать условные декораторы, которые применяют декорируемое поведение только в определенных обстоятельствах. Например, мы можем создать фабрику декораторов @conditionallyExecute, которая проверяет условие перед выполнением метода:
```
function conditionallyExecute(shouldExecute) {  return function (target, key, descriptor) {    if (shouldExecute) {      // Выполнять метод.    } else {      // Пропустить выполнение.    }  };}class Example {  @conditionallyExecute(false)  someMethod() {    // Условно выполнить этот метод.  }}
```

Преимущества фабрик декораторов

Некоторые из преимуществ фабрик декораторов включают в себя:

Настройка. Фабрики декораторов позволяют нам определять декораторы с различными конфигурациями, адаптируя их под различные случаи использования.
Переиспользование. После того, как мы создали фабрику декораторов, мы можем повторно использовать ее в нашем коде, обеспечивая однородное поведение.
Чистый код. Фабрики декораторов помогают поддерживать наш код в чистоте, инкапсулируя конкретное поведение и способствуя более модульной структуре.
Динамичность. Динамический характер фабрик декораторов делает их адаптивными для сложных приложений с различными требованиями.

Преимущества и недостатки декораторов в JavaScript

Декораторы в JavaScript, хотя и мощные, имеют свой набор оптимизационных преимуществ и недостатков, о которых разработчики должны знать.

Преимущества оптимизации декораторов в JavaScript

Переиспользование кода. Декораторы позволяют повторно использовать код для общих проблем, пересекающихся. Вместо того, чтобы писать одну и ту же логику в нескольких местах, мы можем инкапсулировать ее в декоратор и применять его там, где это необходимо. Это сокращает дублирование кода, упрощает обслуживание и обновления.
Читабельность. Декораторы могут улучшить читаемость кода, разделяя задачи. Когда декораторы используются для управления журналированием, проверкой или другими вспомогательными функциями, становится проще сосредоточиться на основной логике класса или метода.
Модульность. Декораторы способствуют модульности в нашем коде. Мы легко создаем и независимо поддерживаем декораторы, а также добавляем или удаляем функциональность, не затрагивая основную реализацию.
Оптимизация производительности. Декораторы позволяют оптимизировать производительность, позволяя нам кэшировать дорогостоящие вызовы функций, как в случае с декораторами мемоизации. Это может значительно сократить время выполнения, когда одни и те же входные данные приводят к одним и тем же выходным данным.
Тестирование и отладка. Декораторы могут быть полезными для тестирования и отладки. Мы можем создавать декораторы, которые ведут журнал вызовов методов и их аргументов, помогая идентифицировать и исправлять проблемы в процессе разработки и устранять неполадки в производственной среде.

Недостатки оптимизации декораторов в JavaScript

Накладные расходы. Использование декораторов может привести к накладным расходам в нашем коде, если мы применяем несколько декораторов к одной и той же функции или классу. Каждый декоратор может внести дополнительный код, который выполняется перед или после исходной функции. Это может повлиять на производительность, особенно в приложениях с ограниченными временными рамками.
Сложность. По мере роста нашего кода, использование декораторов может добавлять сложность. Декораторы часто включают в себя последовательное выполнение нескольких функций, и понимание порядка выполнения может стать сложной задачей. Отладка такого кода также может быть более сложной.
Обслуживание. Хотя декораторы могут способствовать повторному использованию кода, они также могут затруднить поддержку кодовой базы при чрезмерном использовании. Разработчикам нужно быть осторожными, чтобы не создавать избыточные декораторы, которые могут привести к путанице и затруднить отслеживание изменений поведения.
Ограниченная поддержка в браузерах. JavaScript-декораторы все еще являются предложением и не полностью поддерживаются во всех браузерах. Для использования декораторов в производстве мы можем потребоваться полагаться на транспайлеры, такие как Babel, что может усложнить процесс сборки.

Заключение

В этой статье было представлено углубленное исследование декораторов в JavaScript. Декораторы – это функции, которые улучшают поведение существующих методов, классов, свойств или параметров чистым/модульным способом. Они используются для добавления функциональности или метаданных в код без изменения его исходника.

Исходя из предоставленных здесь знаний, используйте декораторы с умом в разработке на JavaScript.

Вы можете узнать больше о текущем развитии декораторов в JavaScript, прочитав Предложение TC39 по декораторам на GitHub.

Часто задаваемые вопросы о декораторах в JavaScript

Что такое декораторы в JavaScript?

Декораторы – это предлагаемая функция в JavaScript, которая позволяет добавлять метаданные или поведение к классам, методам и свойствам. Они применяются с использованием синтаксиса @декоратор.

Зачем декораторы полезны в JavaScript?

Декораторы помогают разделять задачи и улучшают читабельность кода. Они позволяют добавлять функции или функциональность к коду, не загромождая основную логику классов.

Какие примеры использования декораторов в JavaScript?

Декораторы могут быть использованы для различных целей, включая логирование, валидацию, авторизацию, кеширование и внедрение зависимостей. Они особенно полезны во фреймворках, таких как Angular и TypeScript.

Какие популярные библиотеки или фреймворки используют декораторы?

Angular – это известный фреймворк, который широко использует декораторы для определения компонентов, сервисов и других элементов. Mobx, библиотека управления состоянием, также использует декораторы для определения наблюдаемых данных.

Существуют ли альтернативные способы достижения аналогичного функционала в JavaScript без использования декораторов?

Хотя декораторы представляют удобный способ добавления метаданных и поведения, вы можете достичь аналогичных результатов с помощью функций высшего порядка, миксинов и других шаблонов проектирования в JavaScript.