Javascript Event Loop, concurrencia y asíncrono

Javascript Event Loop, concurrencia y asíncrono

Javascript es secuencial

“Event loop”, tal vez lo has escuchado. Esto es porque javascript tiene modelo de ejecución de código donde utiliza un ciclo de eventos (event loop), que una vez entendiendo su funcionamiento, se puede crear código mucho más eficiente, y resolver problemas rápidamente, que a simple vista no son tan obvios. Es la base de la concurrencia y el asincronismo.

Para comenzar:

  • Javascript se ejecuta en un solo hilo de ejecución, como se ejecuta un solo hilo, su ejecución es secuencial, no es como JAVA donde se pueden lanzar otros hilos.
  • Existen ambientes huéspedes donde se ejecuta javascript que tienen su propia API, ejemplo:
    • Navegador web
    • Node.js
  • Este funcionamiento secuencial es el mismo, no cambia por estar relacionado con un ambiente huésped.
  • La concurrencia se logra a través de invocaciones asíncronas a la API del ambiente huésped, esto evita que el funcionamiento se bloquee y provoque lentitud de las aplicaciones.

Elementos para la concurrencia

Veamos con más detalle los elementos que hacen funcionar Javascript en los ambientes huéspedes.

  1. Call Stack – Pila de ejecuciones
  2. Callback Queue – Cola de retrollamadas, tambien llamado Task Queue
  3. Event Loop – Ciclo de eventos
  4. Host Environment – Funcionalidad del ambiente huésped
Event loop, ciclo de eventos javascript
Event loop, ciclo de eventos javascript

Calls Stack, heap y motor de javascript

Del lado izquierdo tenemos al motor de javascript, este motor se encarga de ejecutar nuestro código. A veces es llamado máquina virtual, porque se encarga de interpretar nuestro código a lenguaje máquina y ejecutarlo. Solo puede ejecutar una línea de código a la vez. Tiene un Heap para guardar objetos y demás datos en memoria que el código pueda generar.

Pero también tenemos una Pila de llamadas (Call Stack). Los elementos de la pila son objetos y datos de memoria, pero tienen una estructura especifica. Tienen un orden y el último elemento en entrar es el primero en salir, se le llama LIFO (Last-in, First-out).

Cada elemento de la pila es un trozo de código Javascript y guarda las referencias del contexto y variables utilizadas. La pila ejecuta el trozo de código en turno hasta quedar vacía.

Callbacks Queue

Abajo tenemos Callbacks Queue, es una estructura de datos y guarda pedazos de código que el motor de javascript puede ejecutar. Es una cola, y como la cola de las tortillas el primero en formarse, es el primero en salir (FIFO, First-in, First-out).

Un callback, es una función que se pasa por parámetro a otra, de tal manera que esta última ejecuta el callback en un punto determinado, cuando las condiciones y/o los datos cumplen una cierta regla de invocación.

Event loop

Event Loop, este elemento nos permite mover la siguiente callback del Callbacks Queue al Call Stack. Como es un ciclo, en cada iteración toma un solo callback.

Ambiente huésped

Del lado derecho tenemos El ambiente huésped, el ambiente huésped es el lugar donde corremos Javascript, los más comunes son el Navegador web y Node.js. Las tareas que ejecuta el ambiente huésped son independientes de los demás componentes. En el navegador web tiene sus propias API como fetch, setTimeout, alert. Node.js también cuenta con su propia API como net, path, crypto.

¿Cómo es posible?, ¿Y la concurrencia? ¿Puedo hacer muchas cosas a la vez en un sitio web?

Todo el trabajo de poner un temporizador, renderizar contenido como texto, imágenes, animaciones, o ver videos, están a cargo del ambiente huesped. Lo que pasa es que las APIs del navegador web generan callbacks cuando su tarea ya está completada y los agrega al Callbacks Queue para que el event loop las tome y las mueva al Call stack.

Javascript se comunica con el ambiente huésped a través de su API, mas adelante vamos a utilizar un ejemplo basado en el diagrama de arriba, donde se utiliza window.setTimeout, la cual es una función del navegador web.

Concurrencia

Inicio es la función principal, con la que se inicia el proceso de ejecución en el call stack. Dentro de inicio tenemos cuatro setTimeout de dos segundos. La función setTimeout es propia del ambiente huésped, y a los cuatro setTimeouts le pasamos un callback, estos son, cb1, cb2, cb3 y cb4.  

Los temporizadores setTimeout se ejecutan en la parte de la funcionalidad del ambiente huésped dejando tiempo de ejecución para el call stack. He aquí la concurrencia, mientras el ambiente huésped ejecuta un temporizador, el call stack puede continuar ejecutando código.

Después de los primeros dos segundos, el ambiente huésped, a través del primer setTimeout pasa cb1 al callback queue, pero durante estos dos segundos se pueden realizar otras operaciones en el ambiente huésped, en el caso del navegador, un ejemplo seria que el usuario puede seguir escribiendo dentro de un textarea. De nuevo, he aquí la concurrencia.

Tras el primer setTimeout, el segundo setTimeout pasa cb2 al callback queue y así sucesivamente hasta el cb4. Mientras los callbacks se pasan al callback queue. El event loop nunca deja de funcionar, por lo que en alguna iteración el event Loop pasa cb1 al call stack y se empieza a ejecutar el código de cb1 y esto mismo sucede con cb2, cb3 y cb4.

Event loop en acción

Aquí abajo esta el ejemplo del que hablamos, el temporizador genera los callbacks en el orden que aparecen los setTimeouts más dos segundos. El Event Loop toma un callback en cada iteración, por lo que cada cb de setTimeout se invocan uno después del otro, y no exactamente después de dos segundos, pues entre que se posicionan los callbacks en la cola y se mueven al call stack de ejecución transcurre más tiempo. Esto sin contar el tiempo que trascurre entre cada invocación de setTimeout.

Si en los cuatro callbacks se indica el mismo tiempo en milisegundos. Presiona el botón RERUN, Te darás cuenta de que los tiempos no son iguales y que pueden pasar más de dos segundos.

Conclusión

  1. Las APIs huéspedes reciben callbacks que deben insertar en la callback queue cuando el trabajo que se les encomienda esta hecho, por ejemplo un callback de una petición ajax se pasa a la callback queue solo cuando la petición ya obtuvo la respuesta. En el ejemplo que describimos arriba con setTimeout, cuando pasan dos segundos, se inserta el callback al callback queue.
  2. Mientras el ambiente huésped realiza sus tareas, en este caso, los demás temporizadores, el call stack de ejecución de javascript puede ejecutar el código que el event loop le puede pasar desde el callback queue.
  3. El Event loop es un ciclo infinito que mientras existan callbacks en el callback queue, pasara cada callback, uno por uno, al call stack.
  4. El call stack no puede ejecutar más de un código a la vez, va ejecutando desde el último elemento hasta el primero, en nuestro caso hasta la terminación de la función inicio que dio origen a todo el proceso. Es una estructura de datos tipo Pila.

Gracias a que los callbacks se ejecutan hasta que un trabajo específico esté terminado, proporciona una manera asíncrona de ejecutar tareas. Las tareas pueden realizarse en el ambiente huésped sin afectar la ejecución del call stack. En la pila solo se ejecuta código que recibe el resultado de las tareas realizadas por el ambiente huésped.

¿Cómo empezar con Redux en 7 minutos?

¿Cómo empezar con Redux en 7 minutos?

¿Qué es Redux?

Redux es un contenedor predecible del estado de aplicaciones JavaScript.

Te ayuda a escribir aplicaciones que se comportan de manera consistente, corren en distintos ambientes (cliente, servidor y nativo), y son fáciles de probar. Además de eso, provee una gran experiencia de desarrollo, gracias a edición en vivo combinado con un depurador sobre una línea de tiempo.

redux.org

Te permite controlar el flujo de datos de una aplicación Javascript, este flujo de los datos funciona en una sola dirección. Por esta única dirección es mucho más fácil controlar las mutaciones y operaciones asíncronas.

Redux es parecido a flux, de hecho está basado en flux

En el estado de una aplicación, principalmente en aplicaciones SPA, esto es muy importante, porque las aplicaciones web modernas tienen gran complejidad de operaciones asíncronas. Además de controlar el estado entre los componentes.

¿Qué problemas puedo mitigar con Redux?

En el ejemplo de aplicaciones web, estas necesitan controlar peticiones a servidores, obtener datos y controlar el estado en el cliente. Aun cuando estos datos no han sido guardados en el servidor.

Estas aplicaciones modernas requieren de un control complejo y por eso nuevos patrones de arquitectura como Redux y flux  nacen para hacer el desarrollo más productivo.

Las mutaciones de objetos son difíciles de manejar y más a escalas medianas y grandes. Se comienza a perder el control de los datos, este flujo de datos generan comportamiento no deseados. Mala información desplegada al usuario y código que es muy difícil de mantener.

Sin contar cosas más elevadas como tu salud y causa de estrés por el esfuerzo en arreglar estas inconsistencias, te hace perder tiempo para mantener la aplicación funcionando correctamente. Por si fuera poco afectas a tus usuarios porque ellos obtienen información incorrecta y pierden su tiempo al utilizar esa información.

¿Qué decir de las operaciones asíncronas? Bueno, prácticamente pasa lo mismo o aún peor. Porque en una operación asíncrona no sabes cuando obtendrás el resultado y además normalmente vienen acompañadas con el deseo de hacer modificaciones al estado de la aplicación.

Un ejemplo común es el control de los datos de tu aplicación con cualquier frawework front-end de componentes visuales.

¿De qué está hecho Redux? Tres elementos

Store. El store es un objeto donde guardas toda la información del estado, es como el modelo de una aplicación, con la excepción que no lo puedes modificar directamente, es necesario disparar una acción para modificar el estado.

Actions. Son el medio por el cual indicas que quieres realizar una modificación en el estado, es un mensaje o notificación liviana. Solo enviando la información necesaria para realizar el cambio.

Reducers. Son las funciones que realizan el cambio en el estado o store, lo que hacen internamente es crear un nuevo estado con la información actualizada, de tal manera que los cambios se reflejan inmediatamente en la aplicación. Los reducers son funciones puras, es decir, sin efectos colaterales, no mutan el estado, sino que crean uno con información nueva.

¿Qué principios debo seguir? Tres principios

Un único Store para representar el estado de toda la aplicación. Tener una sola fuente de datos para toda tu aplicación permite tener centralizada la información, evita problemas de comunicación entre componentes para desplegar los datos, fácil de depurar y menos tiempo agregando funcionalidad o detectando errores.

Estado de solo lectura. Esto permite tener el control de cambios y evitar un relajo entre los diferentes componentes de tu aplicación, ni los componentes, ni peticiones ajax pueden modificar directamente el Estado (state) de tu aplicación, esto quiere decir que si quieres actualizar tu estado, debes  hacerlo a través de actions, de esta manera redux se encarga de realizar las actualizaciones de manera estricta y en el orden que le corresponden.

Los cambios solo se hacen con funciones puras. Al realizar los cambios con funciones puras, lo que realmente se hace es crear un nuevo objeto con la información actualizada, estas funciones puras son los reducers y no mutan el estado, al no mutar el estado, se evitan problemas de control, datos incorrectos, mal comportamiento y errores, también permite que la depuración sea más fácil. Puedes dividir los reducer en varios archivos diferentes y las pruebas unitarias son fáciles de implementar. Los reducers son funciones puras que toman el estado anterior y una acción, y devuelven un nuevo estado.

Otras arquitecturas como MVC (Modelo, Vista, Controlador), los cambios pueden existir en ambas direcciones, es decir, la vista puede cambiar el estado, el modelo lo podría modificar y también el controlador. Todos estos cambios necesitan estar sincronizados en varias partes de una aplicación para evitar inconsistencias, lamentablemente este problema de inconsistencia se vuelve muy difícil y tedioso de resolver.

Lo anterior no sucede con Redux.

¿Cómo funciona? Mi primer estado predecible con Redux

Primero veamos el flujo de una sola dirección de redux:

Redux: flujo de control una sola dirección
Redux: flujo de control una sola dirección

Ahora un ejemplo concreto para saber de que estamos hablando, el control de un contador:

See the Pen Redux: Contador State, es5 by Jaime Cervantes Velasco (@jaime_cervantes_ve) on CodePen.

Si quieres probar este ejemplo en tu máquina recuerda insertar o importar la librería Redux. En este ejemplo podemos ver el funcionamiento de Redux, cada vez que se da clic sobre los botones de incrementar y decrementar, el contador se incrementa y decrementa.

Si ahora nos vamos al código JS, podremos ver que solo tenemos una función llamada counter, esta función es un reducer y es una función pura, sin efectos colaterales.

Luego vemos que como parámetros recibe un state y un action, cuando creamos nuestro Store con Redux, estas funciones reducer son utilizadas para modificar el State.

Normalmente, el state, reducer y action son definidos en puntos diferentes, y pueden ser organizados en varios archivos y carpetas dependiendo de la necesidad de la aplicación, toda esta organización tiene la finalidad de tener un código limpio y separar funcionalidades. En este caso sencillo no es necesario, en un solo archivo tenemos todo.

State

Nuestro state es solo un valor numérico, el cual se va a incrementar o decrementar con los botones que están en la página, normalmente el state es un objeto literal o un array literal, pero en nuestro caso solo necesitamos un número. Su definición podría estar en otro archivo, sin embargo, para este ejemplo no es necesario, lo agregamos como valor por defecto del parámetro state.

function counter(state = 0, action) { ...

Actions

Si seguimos revisando nuestro código, veremos unos cuantas condiciones que revisa el valor del parámetro action y dependiendo de la acción, se ejecuta alguna operación, en nuestro caso son las operaciones INCREMENTAR o DECREMENTAR.

Los actions no son más que objetos literales como los siguientes:

const incrementar = { type: 'INCREMENTAR' }
const decrementar = { type: 'DECREMENTAR' }

Reducers

Los reducer revisan esos actions, en nuestro ejemplo:

if (action.type === 'INCREMENTAR') {
  return state +  1;
}

if (action.type === 'DECREMENTAR') {
  return state - 1;
}

Con todo esto ya tenemos nuestro State y su estado inicial en caso de no estar definido, también nuestra primer reducer, counter, y nuestros primeros actions INCREMENTAR y DECREMENTAR.

Store

Es el momento de crear nuestro Store, utilizando la librería redux esto es muy fácil:

const store = Redux.createStore(counter);

Con la anterior línea, Redux crea un Store para controlar el estado de nuestra aplicación. Internamente, un Store es un Patrón observador que utiliza un Singleton para el State y expone los siguientes métodos principales:

  • store.getState()
  • store.subscribe(listener)
  • store.dispatch(action)

store.getState() te permite obtener el estado actual de tu aplicación.

store.subscribe(listener) ejecuta la función listener (u observador), cada vez que el store es actualizado.

store.dispatch(action) pide actualizar el estado, esta modificación no es directa, siempre se realiza a través de un action y se ejecuta con un reducer.

Reaccionar a cambios del state

Luego creamos una función render, para que se ejecute cada vez que el State de tu aplicación cambie.

Aquí nuestro contenido html:

<button id="incrementar">Incrementar</button>
<button id="decrementar">Decrementar</button>
<div id="state"></div>

Nuestra función render

function render () {
  document.querySelector('#state').innerText = store.getState();
}

Invocamos render para pintar el valor 0

render()

Aquí te preguntarás, ¿Cómo es posible que esa línea imprima 0 en la pantalla?, pues internamente el store invoca un dispatch con un action vacío store.dispatch({}), esto invoca nuestra función reducer y al no encontrar ninguna acción, entonces regresa el estado inicial 0.

Luego nos subscribimos a store para escuchar u observar el State cada vez que se actualice y poder ejecutar la función render().

store.subscribe(render);

Esta línea permite que cuando demos clic en los botones de incrementar y decrementar, se imprima el nuevo valor en la página volviendo a renderizar su contenido.

Ejecutar dispatch a través de eventos del DOM

Y por último agregamos dos listeners correspondientes a los botones de incrementar y decrementar, cada botón realiza una invocación dispatch para modificar el estado.

<button id="incrementar">Incrementar</button>
<button id="decrementar">Decrementar</button>
<div id="state"></div>
document.querySelector('#incrementar').addEventListener('click', () => {
  store.dispatch(incrementar);
});

document.querySelector('#decrementar').addEventListener('click', () => {
  store.dispatch(decrementar);
});

Al fin tenemos el flujo de datos de nuestro sencillo ejemplo usando Redux, en general los componentes que forman a una aplicación que utiliza Redux son los siguientes:

Redux: flujo de control completo
Redux: flujo de control completo

Conclusiones

Podemos notar el flujo en una sola dirección desde la vista con los actions dispatch(action), luego  los reducers counter(prevState, action) para modificar el store y este último manda la información a través de subscribe(render) y getState().

Redux como ya se mencionó en párrafos anteriores, nos proporciona:

  • El conocimiento en todo momento del estado de nuestra aplicación y en cualquier parte de la aplicación con mucha facilidad.
  • Fácil organización, con actions, reducer y store, haciendo cambios en una sola dirección, además puedes separar tus actions, reducer y el store en varios archivos.
  • Fácil de mantener, debido a su organización y su único store, mantener su funcionamiento y agregar nuevas funcionalidades es muy sencillo.
  • Tiene muy buena documentación, su comunidad es grande y tiene su propia herramienta para debuguear
  • Todos  los puntos anteriores hacen que sea fácil de hacer pruebas unitarias.
  • Y lo más importante, te ahorra tiempo, dinero y esfuerzo xD.
Introducción a programación funcional

Introducción a programación funcional

Origen

El origen de la programación funcional data del año 1936, cuando un matemático llamado Alonzo Church necesitaba resolver un problema complejo, del cual no hablaremos aquí, pero Alonzo creó una solución, el cálculo lambda. De esta forma nació la programación funcional, incluso mucho antes de la primera computadora digital programable y de los primeros programas escritos en ensamblador.

La programación funcional es mucho más antigua que la programación estructurada y la programación orientada a objetos. Te recomiendo también revisar esta información sobre el paradigma de programación funcional.

Sin efectos colaterales

Todo lo que necesitas saber sobre programación funcional es que “No tiene efectos colaterales“, es decir, que sus elementos (funciones) son inmutables.

Lo anterior significa que una función no se mete en lo absoluto con datos que existen fuera de ella, si puede utilizar los datos enviados como parámetros, pero no debe modificarlos, todos los datos deben ser inmutables, ¿Por qué?, pues porque así hacemos las cosas más simples y con menos errores, más adelante tenemos un ejemplo. A este comportamiento se le llama puro.

Sin efectos colaterales nos permite entender todas las demás características de la programación funcional, por mencionar algunas principales:

  • Funciones puras
  • Inmutabilidad
  • Funciones de alto nivel
  • Funciones currificadas
  • Recursividad
  • Menos errores de programación porque no realiza efectos colaterales.

Toda función teniendo ciertos parámetros, cuando se ejecuta, obtendremos un resultado basado en esos parámetros, y si volvemos a utilizar los mismos parametros, entonces la función regresara el mismo valor. Esto es debido a que una función no depende de más datos externos que puedan ser modificados, así tendremos más seguridad y nuestro código se vuelve más entendible.

Javascript es un lenguaje de programación muy potente y multiparadigma, soporta el paradigma funcional y lo utilizaremos para nuestros ejemplos.

Funciones puras e inmutabilidad

Bueno, realmente ya explicamos de manera indirecta que es una función pura en los párrafos anteriores, pero veamos una definición formal. Una función pura es la que cumple con estas dos características:

  1. Siempre obtendremos el mismo resultado dado los mismos parámetros de entrada.
  2. No tiene ningún efecto colateral observable, no modifica el estado de los datos externos, por lo que todos los datos deben ser inmutables.

Un ejemplo de como cambiar el nombre de una objeto persona usando primero una función con efector colaterales:

function cambiarNombre(nombre) {
  persona.nombre = nombre;
}
const jaime = { nombre: 'Jaime', edad: 30 };
cambiarNombre('Juan')
console.log(jaime); // { nombre: 'Juan', edad: 30 }

En la anterior función notamos que se cambia objeto jaime, el cual supongamos que es parte del estado de nuestra aplicación, pero puede haber otras funciones que utilicen este objeto, por lo que se puede generar problemas si alguien más espera que la propiedad nombre del objeto siga siendo 'jaime'.

Ahora veamos la versión funcional de la función:

function cambiarNombre(nombre, persona) {
  return {
    nombre: nombre,
    edad: persona.edad
  }
}
const jaime = { nombre: 'Jaime', edad: 30 };
const juan = cambiarNombre('Juan', jaime);
console.log(jaime); // { nombre: 'Jaime', edad: 30 }
console.log(juan); // { nombre: 'Juan', edad: 30 }

En la versión funcional, cambiarNombre no modifica el objeto jaime, más bien crea un nuevo objeto con la misma edad que jaime y con la propiedad nombre igual a 'Juan', con esto evitamos efectos colaterales por si el objeto jaime es utilizado por otra función u otro programador.

Con esta función sin efecto colateral, nos damos cuenta de que los datos se manejan sin ser modificados, es decir, inmutables, los parámetros persona y nombre nunca fueron cambiados.

Funciones de alto nivel y currificadas

Una función de alto nivel es una función que implementa al menos una de las opciones siguientes:

  • Recibir como parámetro una o más funciones
  • Regresar como resultado una función

Un ejemplo muy común usado en nuestro navegador web es agregar escuchadores de eventos:

<button id="boton">Soy un botón</button>
const boton = document.querySelector('#boton');
boton.addEventListener('click', function () {
  alert('Click sobre el boton');
});

En el código pasamos como segundo parámetro del método addEventListener una función anónima (sin nombre) que mostrará un alerta al dar click sobre un botón con id igual a ‘botón’. Dado que pasamos por parámetro una función, entonces se dice que es una función de alto nivel.

Otro ejemplo de función de alto nivel lo podemos observar en los métodos de arreglos en Javascript, el código de abajo toma un arreglo de números y crea otro arreglo con los valores aumentados al doble.

See the Pen Funciones de alto nivel by Jaime Cervantes Velasco (@jaime_cervantes_ve) on CodePen.

La función map retorna un nuevo arreglo, no cambia el arreglo original, por lo que decimos que no existe un efecto colateral.

Las funciones currificadas son funciones de alto nivel que como resultado regresan otra función, de tal manera que el acto de currificar es convertir una función de más de un parámetro en dos o más funciones que reciben parcialmente esos parámetros en dos o más invocaciones currificadas.

See the Pen Funciones de alto nivel y funciones currificadas by Jaime Cervantes Velasco (@jaime_cervantes_ve) on CodePen.

Las funciones flecha o arrow functions nos permiten acceder al contexto de los parámetros, es por eso que seguimos teniendo acceso al parámetro a de la primera invocación de summaryCurry. De esta manera cuando se les define un valor, una arrow function puede ver ese valor. Para lograr lo mismo sin funciones flecha se debe utilizar la variable arguments que existe como variable local dentro de todas las funciones en JavaScript. Para mantener las cosas simples, de momento no veremos como hacerlo con arguments.

Función recursiva

Para crear una función recursiva, primero se define un caso base, luego a través de la división del problema en pedazos más pequeños se encuentra un patrón, este patrón llamado caso recursivo se repite muchas veces, es aquí donde la función se llama así misma y acumula los resultados, la ejecución se detiene hasta llegar a su caso base.

  1. El caso base, el cual permite detener la ejecución de subsecuentes invocaciones de la función recursiva.
  2. El caso recursivo, el cual permite que una función se llame a sí misma hasta llegar al caso base.

El factorial de un número positivo es la multiplicación de ese número por el número inmediato menor y así sucesivamente hasta llegar al número 1, su notación es n!, donde n es un número positivo. Por ejemplo el factorial de 5 es 120, 5! = 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 120.

// caso base:
1! = 1 = 1
// caso recursivo, ejemplos:
2! = 2 x 1 = 2 x 1!
3! = 3 x 2 x 1 = 3 x 2!
4! = 4 x 3 x 2 x 1 = 4 x 3!
5! = 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 5 x 4!

Con estos datos, podemos crear nuestra formula factorial(n) = n * factorial(n-1), lo cual seria nuestro caso recursivo, pero debemos de añadir nuestro caso base para que se detenga, cuando n=1 debemos obtener como resultado 1.

Veamos como quedaría nuestra función recursiva en javascript:

See the Pen Funciones recursivas by Jaime Cervantes Velasco (@jaime_cervantes_ve) on CodePen.

Con esto cubrimos las cualidades principales de la programación funcional, pero recuerda, lo más importante es que NO existen efectos colaterales.

Patrón de diseño observador en Javascript

Patrón de diseño observador en Javascript

¿Qué es el patrón de diseño observador?

El patrón de diseño observador, define una dependencia de uno a muchos objetos de tal manera que cuando un objeto cambio de estado, todos sus dependientes son notificados y actualizados automáticamente

Del libro “Design patterns: elements of reusable object-oriented software”

Si aún no sabes que es un patrón de diseño, revisa primero esta publicación sobre patrones de diseño.

Si has utilizado eventos del navegador, como escuchar el evento click sobre un botón, ahí estás utilizando el patrón observador, tu función callback es tu objeto observador y el botón es el sujeto, tu función callback esta interesada en la actividad de dar click sobre el botón.

Se compone de un Sujeto y uno o más Observadores. Veamos el diagrama tomado del libro Design Patterns: Elements of reusable Object-Oriented software:

Patrón de diseño observador
Patrón de diseño observador

El Sujeto está compuesto por las siguientes métodos importantes que usaremos en nuestro código javascript:

  • Una colección de observers
  • Método attach()
  • Método detach()
  • Método notify()

Normalmente un Observador contiene un método update() que el Sujeto utiliza.

Para tener más claro esto, vamos a ver dos ejemplos del patrón observador, el primero será el Observador puro y el segundo en su modo Publicador/Suscriptor.

Simplificando el observador

Simplificando el diagrama anterior, el patrón observador funciona así:

Patrón de diseño observador simplificado
Patrón de diseño observador simplificado

Juega con el ejemplo de abajo, y agrega nuevos checkbox, si has agregado más de un nuevo checkbox, podemos notar que cuando damos click en el checkbox ‘Seleccionar‘ todos los demás checkbox nuevos se enteran de esa actividad y se actualizan automáticamente.

Todo esto sin necesidad de estar al pendiente de que el checkbox ‘seleccionar‘ ha cambiado su estado, el encargado de notificar del cambio es el Sujeto y solo si existe algún cambio. Esto es muy eficiente si tienes cientos o miles de checkbox observando ese cambio.

Si das click sobre uno de los checkbox, se ejecuta el método subject.detach(), entonces ese checkbox ya no es un observador, por lo que si ahora activas y desactivas el checkbox seleccionar nunca es notificado sobre el cambio.

Publicador/suscriptor simple

El patrón de diseño publicador/suscriptor es una variación del observador, en este modo el suscriptor u observador se suscribe a una actividad o evento del publicador o sujeto.

El publicador notifica a todos los objetos suscritos cuando el evento al que están interesados se dispara o publica.

El publicador está compuesto por las siguientes métodos importantes que usaremos en nuestro código javascript:

  • Una colección de observers o subscribers
  • Método subscribe() o attach()
  • Método unsubscribe() o detach()
  • Método publish() o notify()

Aquí dejo el diagrama simple de como funciona esta versión:

Patrón de diseño publicador/suscriptor simplificado
Patrón de diseño publicador/suscriptor simplificado

El publicador/suscriptor se parece más a los eventos del DOM y a eventos personalizados, pero no deja de ser el patrón de diseño Observador. Ademas, como observadores, podemos suscribirnos a más de una actividad o evento.

En el ejemplo, el método suscribe agrega la función observadora, esta última se ejecuta cuando la actividad click es publicada.

publisherSeleccionar.subscribe('check', subscriberCheckbox.update, subscriberCheckbox);

En conclusión, el patrón de diseño observador es muy útil, se puede modificar o adecuarlo a ciertas necesidades, un ejemplo es la variacion publicador/suscriptor. Se usa en:

  • ReactveX.
  • Librerias y frameworks de componentes web tales como angular, react, lit, vue, svelte utilizan este patrón para su bindeo de datos.
  • Navegadores web cuando usamos eventos
  • Node.js cuando utilizamos EventEmitter al recibir una petición a nuestro servidor o al leer un archivo del disco duro.
  • Flux y redux para manejar cambios en el estado de nuestra aplicación.
¿Cómo se usan los patrones glob de la shell de linux en Javascript?

¿Cómo se usan los patrones glob de la shell de linux en Javascript?

¿Qué son los patrones glob?

En Javascript se utiliza mucho los Patrones Glob, estos permiten seleccionar un número de archivos con una sintaxis parecida a las expresiones regulares pero con menos caracteres comodín y menor complejidad. Un carácter comodín es él * o el signo de ?.

Una gran diferencia entre expresiones regulares es que los patrones glob se ocupan para buscar y filtrar archivos, y las expresiones regulares funcionan con cadenas de texto.

  1. Expresiones regulares trabaja con Texto
  2. Glob trabaja con archivos/directorios

¿Origen?

Tienen su origen en las primeras versiones de Unix, durante la versión 6 para ser exacto, 1969-1975, era el programa /etc/glob, se usaba para seleccionar un conjunto de archivos en la shell, se llamaba glob por ser la abreviación de global.

¿Cómo se usan?

También la funcionalidad es un poco diferente, por ejemplo el * en una expresión regular coincide con la ausencia o cualquier número de repeticiones del carácter que le precede.

Por ejemplo a*, indica cero o más repeticiones de la letra a.

Otro ejemplo con carácter especial es .* el cual indica cero o más repeticiones de cualquier carácter, excepto carácter de nueva de línea.

Por otro lado el carácter * en un patrón glob representa la ausencia o cualquier número de repeticiones de cualquier carácter.

El ejemplo más utilizado es cuando queremos listar archivos con una determinada extensión, por ejemplo:

/$ ls *.js

Muy similar con lo que hacemos en el MS-DOS de windows:

C:\> dir *.js

No es necesario un carácter antes del *, como sucede con las expresiones regulares.

Aquí abajo un ejemplo donde tenemos un archivo de configuración de jasmine, Jasmine es un framework para realizar pruebas a tu código Javascript, este archivo de configuración permite seleccionar que archivos se usarán para ejecutar las pruebas:

{
  "spec_dir": "spec",
  "spec_files": [
    "**/*[sS]pec.js"
  ],
  "helpers": [
    "helpers/**/*.js"
  ],
  "stopSpecOnExpectationFailure": false,
  "random": false
}

Algo que destacar es el uso de doble asterisco **, esto indica cero o más coincidencias de cualquier subdirectorio y archivo, es decir, cero o más niveles de subdirectorios.

También podemos notar el uso de [sS], esta notación de glob indica que acepta sola una vez ya sea la sminúscula o la Smayúscula.

En el arreglo spec_files, su primer elemento es un patrón glob, el cual busca en cualquier subdirectorio relativo al directorio definido en spec_diry que tenga cualquier conjunto de letras al principio pero que terminen con spec.jso Spec.js. Esta definición podría obtener las siguientes rutas de archivos:

  • /spec/nombre-archivo.spec.js
  • /spec/nombre-archivo.Spec.js
  • /spec/helpers/nombre-archivo.spec.js
  • /spec/helpers/nombre-archivo.Spec.js
  • /spec/esto/es/otra/ruta/nombre-archivo.spec.js
  • /spec/esto/es/otra/ruta/nombre-archivo.Spec.js

¿Dónde se utilizan?

En Javascript se utiliza:

  1. Para automatizar tareas que necesitan de la lectura y escritura de archivos
  2. Se utiliza mucho en node.js con herramientas como gulp y webpack
  3. Automatizado de pruebas
  4. Minificado y concatenado para el código en producción.
es_MXES_MX