設計一個JavaScript插件系統，編程思維比死磕API更重要
作者：Bryan Braun
翻譯：張張
原文：https://css-tricks.com/designing-a-javascript-plugin-system/
WordPress有插件、 jQuery有插件、Gatsby、Eleventy和Vue、React也是如此。
插件是庫和框架的常見功能，并且有一個很好的理由：它們允許開發人員以安全、可擴展的方式添加功能。這使核心項目更具價值，并建立了一個社區——所有這些都不會增加額外的維護負擔。太好了!
那么如何去構建一個插件系統呢?讓我們用JavaScript構建一個我們自己的插件來回答這個問題。
目錄
- 讓我們構建一個插件系統
- 世界上最小的插件系統
- 更好的插件架構
- 我們還能做什么?
- 你的插件系統
- 總結
讓我們構建一個插件系統讓我們從一個名為BetaCalc的示例項目開始。BetaCalc的目標是成為一個簡約的JavaScript計算器，其他開發人員可以在其中添加“按鈕”。以下是一些基本的入門代碼：
- // 計算器
- const betaCalc = {
- currentValue: 0,
- setValue(newValue) {
- this.currentValue = newValue;
- console.log(this.currentValue);
- },
- plus(addend) {
- this.setValue(this.currentValue + addend);
- },
- minus(subtrahend) {
- this.setValue(this.currentValue - subtrahend);
- }
- };
- // 使用計算器
- betaCalc.setValue(3); // => 3
- betaCalc.plus(3); // => 6
- betaCalc.minus(2); // => 4
我們將計算器定義為一種客觀事物，以使事情變得簡單，計算器通過 console.log 打印結果來工作。
目前功能確實很有限。我們有一個 setValue 方法，該方法接受一個數字并將其顯示在“屏幕”上。我們還有加法(plus)和減法(minus)方法，它們將對當前顯示的值執行一個運算。
現在該添加更多功能了，首先創建一個插件系統。
世界上最小的插件系統
我們將從創建一個注冊(register)方法開始，其他開發人員可以使用該方法向BetaCalc注冊插件。該方法的工作很簡單：獲取外部插件，獲取其 exec 函數，并將其作為新方法附加到我們的計算器上：
- // 計算器
- const betaCalc = {
- // ...其他計算器代碼在這里
- register(plugin) {
- const { name, exec } = plugin;
- this[name] = exec;
- }
- };
這是一個示例插件，為我們的計算器提供了一個“平方(squared)”按鈕：
- // 定義插件
- const squaredPlugin = {
- name: 'squared',
- exec: function() {
- this.setValue(this.currentValue * this.currentValue)
- }
- };
- // 注冊插件
- betaCalc.register(squaredPlugin);
在許多插件系統中，插件通常分為兩個部分：
- 要執行的代碼
- 元數據(例如名稱、描述、版本號、依賴項等)
在我們的插件中，exec 函數包含我們的代碼，name 是我們的元數據。注冊插件后，exec 函數將作為一種方法直接附加到我們的 betaCalc 對象，從而可以訪問BetaCalc的 this。
現在，BetaCalc有一個新的“平方”按鈕，可以直接調用：
- betaCalc.setValue(3); // => 3
- betaCalc.plus(2); // => 5
- betaCalc.squared(); // => 25
- betaCalc.squared(); // => 625
這個系統有很多優點。該插件是一種簡單的對象字面量，可以傳遞給我們的函數。這意味著插件可以通過npm下載并作為ES6模塊導入。易于分發是超級重要的!
但是我們的系統有一些缺陷。
通過為插件提供訪問BetaCalc的 this 權限，他們可以對所有BetaCalc的代碼進行讀/寫訪問。雖然這對于獲取和設置 currentValue 很有用，但也很危險。如果插件要重新定義內部函數(如 setValue)，則它可能會為BetaCalc和其他插件產生意外的結果。這違反了開放-封閉原則，即一個軟件實體應該是開放的擴展，但封閉的修改。
另外，“squared”函數通過產生副作用發揮作用。這在JavaScript中并不少見，但感覺并不好——特別是當其他插件可能處在同一內部狀態的情況下。一種更實用的方法將大大有助于使我們的系統更安全、更可預測。
更好的插件架構
讓我們再來看看一個更好的插件架構。下面的例子同時改變了計算器和它的插件API：
- // 計算器
- const betaCalc = {
- currentValue: 0,
- setValue(value) {
- this.currentValue = value;
- console.log(this.currentValue);
- },
- core: {
- 'plus': (currentVal, addend) => currentVal + addend,
- 'minus': (currentVal, subtrahend) => currentVal - subtrahend
- },
- plugins: {},
- press(buttonName, newVal) {
- const func = this.core[buttonName] || this.plugins[buttonName];
- this.setValue(func(this.currentValue, newVal));
- },
- register(plugin) {
- const { name, exec } = plugin;
- this.plugins[name] = exec;
- }
- };
- // 我們的插件，平方插件
- const squaredPlugin = {
- name: 'squared',
- exec: function(currentValue) {
- return currentValue * currentValue;
- }
- };
- betaCalc.register(squaredPlugin);
- // 使用計算器
- betaCalc.setValue(3); // => 3
- betaCalc.press('plus', 2); // => 5
- betaCalc.press('squared'); // => 25
- betaCalc.press('squared'); // => 625
我們在這里做了一些值得注意的更改。
首先，我們將插件與“核心(core)”計算器方法(如plus和minus)分開，方法是將其放入自己的插件對象中。將我們的插件存儲在plugins 對象中可使我們的系統更安全?，F在，訪問此plugins的插件將看不到BetaCalc屬性，而只能看到 betaCalc.plugins 的屬性。
其次，我們實現了一個 press 方法，該方法按名稱查找按鈕的功能，然后調用它?，F在，當我們調用插件的 exec 函數時，我們將當前的計算器值(currentValue )傳遞給該函數，并期望它返回新的計算器值。
本質上，這個新的 press 方法將我們所有的計算器按鈕轉換為純函數。他們獲取一個值，執行一個操作，然后返回結果。這有很多好處：
- 它簡化了API。
- 它使測試更加容易(對于BetaCalc和插件本身)。
- 它減少了我們系統的依賴性，使其更松散地耦合在一起。
這種新架構比第一個示例受到更多限制，但效果很好。我們基本上為插件作者設置了護欄，限制他們只能做我們希望他們做的改動。
實際上，它可能太嚴格了!現在，我們的計算器插件只能對 currentValue 進行操作。如果插件作者想要添加高級功能(例如“記憶”按鈕或跟蹤歷史記錄的方式)，那么他們將無能為力。
也許這就是好的。你給插件作者的能力是一種微妙的平衡。給他們太多的權力可能會影響你項目的穩定性。但給它們的權力太小，它們就很難解決自己的問題——在這種情況下，你還不如不要插件。
我們還能做什么?
我們還有很多工作可以改善我們的系統。
如果插件作者忘記定義名稱或返回值，我們可以添加錯誤處理以通知插件作者。像QA開發人員一樣思考并想象一下我們的系統如何崩潰，以便我們能夠主動處理這些情況，這是很好的。
我們可以擴展插件的功能范圍。當前，一個BetaCalc插件可以添加一個按鈕。但是，如果它還可以注冊某些生命周期事件的回調(例如當計算器將要顯示值時)怎么辦?或者說，如果有一個專門的地方讓它在多個交互中存儲一段狀態呢?這會不會開辟一些新的用例?
我們還可以擴展插件注冊的功能。如果一個插件可以通過一些初始設置來注冊呢?這是否能使插件更加靈活?如果一個插件作者想注冊一整套按鈕，而不是一個單一的按鈕——比如“BetaCalc統計包”?需要做哪些改動來支持呢?
你的插件系統
BetaCalc及其插件系統都非常簡單。如果你的項目較大，則需要探索其他一些插件架構。
一個很好的起點是查看現有項目，以獲取成功的插件系統的示例。對于JavaScript，這可能意味著jQuery，Gatsby，D3，CKEditor或其他。你可能還想熟悉各種JavaScript設計模式，每種模式都提供了不同的接口和耦合程度，這給你提供了很多好的插件架構選擇。了解這些選項有助于你更好地平衡使用你的項目的每個人的需求。
除了模式本身之外，你還可以借鑒許多好的軟件開發原則來做出此類決策。我已經提到了一些方法(例如開閉原則和松散耦合)，但是其他一些相關的方法包括Demeter定律和依賴注入。
我知道這聽起來很多，但你必須進行研究。沒有什么比讓每個人都重寫他們的插件更痛苦的了，因為你需要更改插件架構。這是一種快速失去信任的方式，讓人們失去對未來貢獻的信心。
總結
從頭開始編寫好的插件架構是困難的!你必須平衡很多考慮因素，才能建立一個滿足大家需求的系統。它是否足夠簡單?功能夠強大嗎?它是否能長期工作?
不過這也是值得的，有一個好的插件系統對大家都有幫助，開發者可以自由地解決他們的問題。最終用戶可以從中選擇大量可選擇的特性。你可以圍繞你的項目建立一個生態系統和社區。這是一個三贏的局面。
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