سه ستون اصلی جاوا اسکریپت

جاوا اسکریپت زبانی گسترده و پیچیده با قابلیت‌های زیادیه، اما تمام JS روی سه ستون اصلی سازماندهی شده:

scope/closures
prototypes/objects
types/coercion

(در آینده به طور کامل در موردشون صحبت می‌کنیم.)

ماجرای این اسم چیست؟

آیا این زبان به جاوا مرتبطه؟
آیا این فقط شکل اسکریپتی جاوا است؟
یا فقط برای نوشتن اسکریپت‌هاست و نه برنامه‌های واقعی؟

جاوا اسکریپت احتمالاً اشتباه گرفته شده‌ترین و بدفهم‌ترین نام در بین زبان‌های برنامه‌نویسیه.

این اسم، یادگاری از ترفندهای بازاریابی بوده تا مخاطبانی رو جذب کنه که عمدتاً برنامه‌نویس جاوا بودن. در اون زمان، کلمه‌ی «اسکریپت» برای اشاره به برنامه‌های سبک و محبوب استفاده می‌شد.

این ترفند می‌خواست جاوا اسکریپت رو به عنوان یک جایگزین خوشایند برای نوشتن «جاوای» سنگین‌تر و شناخته‌شده‌تر، جا بندازه. (و البته به همون اندازه هم ممکن بود اسمش «وب جاوا» باشه!)

البته شباهت‌هایی بین جاوا اسکریپت و جاوا وجود داره، برای مثال:

شروع و پایان یک بلاک کد با { }
برای پایان دادن یک دستور از ; استفاده می‌شه

این شباهت‌ها ناشی از هدف قرار دادن Developerهایی بود که انتظارات syntax پیش‌فرضشون از زبان C و تا حدودی C++ می‌اومد.

نسبت Java به JavaScript مانند نسبت Ham (کالباس) به Hamster (همستر) است.

نام رسمی: ECMAScript

از جهت دیگر، اوراکل (شرکتی که مالک و مجری جاوا است)، مالکیت تجاری رسمی نام «جاوا اسکریپت» رو در اختیار داره ولی تقریباً هرگز این علامت تجاری اعمال نمی‌شه.

برای فاصله گرفتن از این علامت تجاری، نام رسمی این زبان که توسط TC39 مشخص شده و با استانداردسازی ECMA رسمیت یافته، ECMAScript است. و در سال ۲۰۱۶، نام رسمی زبان با پسوند سال بازبینی یکی شد، برای مثال: ECMAScript 2016 یا به اختصار ES2016.

به عبارت دیگه، JS که در مرورگر شما یا در Node.js اجرا می‌شه، یک پیاده‌سازی از استاندارد (مثلاً) ES2025 هست.

مشخصات زبان (TC39 و ECMA)

صحبت از TC39 شد. این، کمیته راهبری فنی هست که JS رو مدیریت می‌کنه و وظیفه‌ی اصلی‌ش، مدیریت سند مشخصات رسمی زبانه.

این کمیته از بخش گسترده‌ای از شرکت‌های سرمایه‌گذار در وب، مثل سازندگان مرورگرها (موزیلا، گوگل و...) و سازندگان دستگاه‌ها (سامسونگ و...) تشکیل شده.

TC39 معمولاً هر دو ماه یک‌بار، به مدت حدود سه روز جلسه برگزار می‌کنه و پیشنهادها و هرگونه تغییر رو رأی‌گیری می‌کنه و در نهایت به ECMA (سازمان استانداردسازی) ارائه می‌ده.

این پیشنهادات و تغییرات به صورت عمومی در گیت‌هاب TC39 مدیریت می‌شه و هر کسی، چه عضو کمیته باشه چه نه، می‌تونه در این بحث‌های عمومی شرکت کنه. ولی در نهایت فقط اعضای TC39 در جلسات شرکت می‌کنن و رأی‌گیری بینشون انجام می‌شه.

آیا چند نسخه از JS وجود دارد؟

یکی دیگه از شایعه‌های اشتباه در مورد جاوا اسکریپت اینه که چندین نسخه از این زبان وجود داره. در صورتی که اینطور نیست؛ فقط یک JS وجود دارد، و اون استاندارد رسمی است که توسط TC39 و ECMA نگهداری می‌شه.

تمام مرورگرها و سازندگان دستگاه‌های بزرگ متعهد شدن که پیاده‌سازی JS خودشون رو سازگار با این یک مشخصات مرکزی نگه دارن. این به این معنیه که شما می‌تونید یک JS یاد بگیرید و همه‌جا به همون JS اتکا کنید.

وب بر همه‌چیز در JS حکمرانی می‌کنه

مجموعه زیادی از محیط‌ها هستن که JS رو اجرا می‌کنن (مثل مرورگرها، سرورها، ربات‌ها و...)، اما این محیط وب هست که بر JS حکمرانی می‌کنه.

به عبارت دیگه، مهم‌ترین چیز، اینه که جاوا اسکریپت چطور در مرورگرها اجرا می‌شه.

بیشتر وقتا سند مشخصات رسمی JS و موتورهای JS مرورگر، موقع اجرا یکسان هستن، اما گاهی تفاوت‌هایی وجود داره. چرا؟

چون مرورگرها تعهد دارند که «وب را نشکنند» (Don't break the web). کدهای قدیمی، مثل کدهای ۲۰ سال پیش، هنوزم باید کار کنن. یعنی TC39 باید هنگام ایجاد تغییر، به شکسته نشدن وب هم فکر کنه.

اگر تغییری باعث شکسته شدن وب بشه، TC39 یا عقب‌نشینی می‌کنه (مثل متد includes برای آرایه‌ها، که قرار بود نامش contains باشه ولی به دلیل تداخل این نام با موتورهای قدیمی JS، نام رو تغییر دادن) یا اون تفاوت رو در پیوست B (Appendix B) اضافه می‌کنه.

پیوست B یعنی «ویژگی‌های اضافی ECMAScript برای مرورگرهای وب». این پیوست فقط مخصوص محیط وب است و هیچ محیط دیگه‌ای مجاز به استفاده از این پیوست نیست.

آیا همه‌ی کدهایی که می‌زنیم واقعاً JS است؟

وقتی می‌نویسیم alert("Hello World"); یا console.log("Hello World");، آیا همه‌ی این کدها از جاوا اسکریپت هستن؟

نه!

محیط‌های مختلف (مرورگرها، Node.js و...) یک سری API (رابط برنامه‌نویسی) در اختیار ما قرار می‌دن (مثل متدهای alert، getCurrentLocation، fetch، console.log) که در سند مشخصات رسمی ECMAScript تعریف نشدن و حتی در پیوست‌ها هم نیستن.

این‌ها فقط «مهمان‌هایی» هستن که در زمین بازی JS حضور دارن و باید برای موندن در این زمین بازی، از قوانین و syntaxهای JS پیروی کنن.

بعضی از برنامه‌نویسان با ادعای اینکه JS خیلی ناهماهنگه، شکایت می‌کنن. اما این تفاوت‌های بین-مرورگری (cross-browser) در واقع ناشی از تفاوت در نحوه‌ی عملکرد این محیط‌هاست، نه در عملکرد خود JS.

⚠️ نکته‌ی مهم در مورد کنسول: کنسول مرورگر یک محیط JS خالص نیست. این محیط برای راحتی Developerها بهینه شده و ۱۰۰٪ مطابق استانداردها نیست. مثلاً ممکنه اجازه‌ی تعریف مجدد let در سطح بالا رو بده یا this رو به شکل متفاوتی مدیریت کنه.

بنابراین، برای تست رفتار دقیق و مو به موی زبان، به کنسول اعتماد نکنید.

چهره‌های بسیار (چند پارادایمی)

اصطلاح «پارادایم» (Paradigm) در برنامه‌نویسی، به یک ذهنیت و رویکرد گسترده برای ساختاردهی کد اشاره داره.

دسته‌بندی پارادایم‌ها به این صورته:

رویه‌ای (Procedural): کدها رو به صورت خطی از بالا به پایین اجرا می‌کنه. (مثل زبان C)
شیءگرا (Object-Oriented): کد رو با جمع‌آوری منطق و داده‌ها در کلاس‌ها و اشیاء سازماندهی می‌کنه. (مثل Java و C++)
تابعی (Functional): سازماندهی کد به صورت توابع خالص (Pure Functions) و ترکیب اون‌ها. (مثل Haskell)

بعضی زبان‌ها هم می‌تونن از پارادایم‌های مختلف یا حتی ترکیب و تطبیق چند پارادایم استفاده کنن، که بهشون «چند-پارادایمی» (multi-paradigm) می‌گن و انعطاف‌پذیری بالایی دارن.

جاوا اسکریپت یک زبان چند پارادایمی هست.

سازگاری Backwards & Forwards

این یکی از مهم‌ترین اصول JS هست که باید درک کنید.

سازگاری عقب‌رو (Backwards Compatibility)

✅ جاوا اسکریپت به شدت به این اصل پایبنده.

این سازگاری به این معنیه که کدی که سال ۱۹۹۵ نوشته شده باید امروز هم کار کنه. جاوا اسکریپت و TC39 هرگز ویژگی‌ای اضافه نمی‌کنن که کدهای قدیمی رو بشکنه.

این اصل باعث می‌شه افزودن هر ویژگی به زبان خیلی سخت باشه، چون هر تصمیم، حتی اگه اشتباه باشه، دائمی خواهد بود. هنگامی که چیزی وارد JS شد، دیگه نمی‌شه اون رو خارج کرد، چون ممکنه برنامه‌ها رو بشکنه.

سازگاری جلو رو (Forwards Compatibility)

❌ جاوا اسکریپت به هیچ وجه سازگار به جلو نیست.

یعنی اگر شما یک ویژگی جدید (مثلاً ES2020) در یک مرورگر قدیمی (مثلاً سال ۲۰۱۵) استفاده کنید، اون مرورگر خطای سینتکسی می‌ده و کل برنامه کرش می‌کنه و متوقف می‌شه.

(این برخلاف HTML/CSS است که سازگار به جلو هستن؛ یعنی اگر یک تگ یا خاصیت CSS جدید رو نشناسن، به سادگی اون رو نادیده می‌گیرن و رد می‌شن. اما JS نمی‌تونه یک خط کد رو نادیده بگیره، چون ممکن بود خط بعدی به نتیجه‌ی اون خط وابسته باشه).

این اصل (سازگاری عقب‌رو) مانع بسیار بلندی برای گنجوندن تغییر یا توسعه‌ی زبان ایجاد می‌کنه، اما مزایای خاص خودش رو هم داره؛ مثل اینکه به Developerها این اطمینان رو می‌ده که کدشون به دلیل یک بروزرسانی از کار نخواهد افتاد.

خب، راه‌حل چیه؟

اگر JS سازگار به جلو نیست، ما چطور می‌تونیم از ویژگی‌های جدید و جذاب زبان استفاده کنیم، در حالی که باید از مرورگرهای قدیمی هم پشتیبانی کنیم؟ اینجا دو راه‌حل کلیدی وجود داره:

۱. پریدن از شکاف‌ها (Transpiling)

برای Syntax جدید، ترنسپایلر ابزاریه (مثل Babel) که کد JS مدرن شما رو تبدیل به کد قدیمی‌تر می‌کنه. برای مثال، کد شما با let، const و Arrow Function رو می‌گیره و نسخه‌ای از اون با var و function معمولی تحویل می‌ده که در همه‌ی مرورگرها کار کنه.

مثال:

کدی که شما می‌نویسید (مدرن):

if (something) {
  let x = 3
  console.log(x)
} else {
  let x = 4
  console.log(x)
}

کدی که ترنسپایلر تحویل می‌ده (قدیمی):

var x$0, x$1
if (something) {
  x$0 = 3
  console.log(x$0)
} else {
  x$1 = 4
  console.log(x$1)
}

۲. پر کردن شکاف‌ها (Polyfill)

اگر مشکل مربوط به Syntax نباشه، بلکه مربوط به API جدید باشه که در مرورگر قدیمی وجود نداره (مثلاً Promise.prototype.finally یا Array.prototype.flat)، ما یه قطعه کد JS (که با کدهای قدیمی نوشته شده) به برنامه اضافه می‌کنیم که اون قابلیت رو شبیه‌سازی می‌کنه.

این قطعه کد اول بررسی می‌کنه که آیا اون قابلیت وجود داره یا نه، اگه وجود نداشت، اون رو می‌سازه.

مثال:

Polyfill برای Promise.prototype.finally

if (!Promise.prototype.finally) {
  Promise.prototype.finally = function f(fn) {
    return this.then(
      function t(v) {
        return Promise.resolve(fn()).then(function t() {
          return v
        })
      },
      function c(e) {
        return Promise.resolve(fn()).then(function t() {
          throw e
        })
      },
    )
  }
}

نتیجه‌ی مهم: شما همیشه باید با جدیدترین، تمیزترین و بهترین نسخه‌ی JS کد بزنید و اجازه بدید ابزارها (Transpilers و Polyfills) نگران سازگاری کد شما با مرورگرهای قدیمی باشن.

آیا JS یک زبان تفسیری است یا کامپایلی؟

زبان تفسیری: به این معنیه که کد برنامه خط به خط اجرا می‌شه. یعنی اگه خط ۵ خطا داشته باشه، زمانی اون خطا رو برمی‌گردونه که خطوط ۱ تا ۴ رو اجرا کرده باشه.
زبان کامپایلی: به این معنیه که قبل از اجرا، کل کد رو می‌خونه و اون رو parse می‌کنه و خطاهای ایستا رو پیدا می‌کنه، بعد اون رو به یک ساختار میانی (مثل AST و سپس Bytecode) تبدیل می‌کنه و در نهایت کد رو اجرا می‌کنه.

باور عمومی اینه که JS تفسیریه، اما:

جاوا اسکریپت یک زبان کامپایلی است.

(اگرچه این کامپایل در لحظه و بسیار سریع اتفاق می‌افته، که بهش JIT - Just-In-Time می‌گن).

وب‌اسمبلی (WASM) چیست؟

WebAssembly یا (WASM) یک فرمت باینری‌ست که برای عملکرد فوق‌العاده بالا طراحی شده و می‌تونه در موتور JS اجرا بشه. WASM به زبان‌هایی مثل C++، C# یا Rust اجازه می‌ده کدهای خودشون رو به فرمتی تبدیل کنن که مستقیماً توسط موتور JS (تقریباً با سرعت Native) اجرا بشه.

بعضی‌ها معتقد بودن که WASM جایگزین جاوا اسکریپت می‌شه! اما این‌گونه نیست؛ WASM باعث تقویت JS می‌شه. این دو اهداف متفاوتی دارن و WASM به وب اجازه می‌ده کارهایی انجام بده که قبلاً با JS به تنهایی ممکن نبود (مثل بازی‌های سه‌بعدی سنگین یا محاسبات پیچیده).

حالت سختگیرانه (Strict Mode)

در ES5 (سال ۲۰۰۹)، قابلیتی به نام حالت سختگیرانه ("use strict";) معرفی شد. این یک حالت انتخابی (opt-in) است، یعنی شما باید صراحتاً اون رو در بالای فایل یا تابع خودتون بنویسید تا فعال بشه.

با فعال کردن اون، جلوی برخی از اشتباهات رایج در JS گرفته می‌شه (مثلاً نمی‌تونید متغیری رو بدون const، let، var تعریف کرد) و برخی رفتارها بهینه‌تر می‌شن (مثلاً this در توابع معمولی به جای شیء سراسری، undefined می‌شه).

چرا این حالت هیچ‌وقت پیش‌فرض نشد؟ به خاطر همون «سازگاری عقب‌رو». اگه این حالت پیش‌فرض می‌شد، میلیون‌ها سایت قدیمی از کار می‌افتادن.

اما در عمل، امروزه حالت سخت‌گیرانه، پیش‌فرضِ عملی (de facto default) است. چطور؟

ترنسپایلرها (مثل Babel) تقریباً همیشه به طور خودکار "use strict"; رو به بالای فایل‌های خروجی اضافه می‌کنن.
تمام کدهایی که داخل ماژول‌های ES6 (با import/export) نوشته می‌شن، به طور خودکار و اجباری در حالت سخت‌گیرانه هستن.

از اونجایی که تقریباً تمام کدهای مدرن JS امروزه با ماژول‌ها نوشته می‌شن، پس تقریباً تمام کدهای مدرن در حالت سخت‌گیرانه اجرا می‌شن.

و در آخر (خلاصه)

JS پیاده‌سازی استاندارد ECMAScript توسط TC39 است.
JS یک زبان چند پارادایمی است.
JS یک زبان کامپایلی است.

خلاصه فصل 1 از You Don’t Know JS Yet

محمدحسین حیدری

نظرات