فریم ورک (Framework) چیست

به عنوان یک برنامه نویس، وقتی ابزارهایی دارید که برای کمک به پروژه هایتان طراحی شده اند، دیگر نیازی به شروع از صفر ندارید. فریم‌ورک‌ها نرم‌افزارهایی هستند که توسعه‌دهندگان برای ساخت اپلیکیشن‌ها از آن استفاده می‌کنند.

فریم ورک (Framework) و برنامه نویسی

قبل از تعریف Framework و چارچوب مقدماتی بر فریم ورک ها نیاز است با توضیح اینکه برنامه نویسی چیست شروع کنیم.

شکی نیست که هر برنامه نویسی به دنبال روش های حرفه ای توسعه نرم افزار می گردد و در تلاش است که هر روز کد هایی استاندارد تر و با قابلیت خوانایی بیشتری بنویسد، اما حرفه ای بودن راحت نیست و مشکلات بسیاری در این مسیر وجود دارد.

هر مشکلی که در توسعه نرم افزار بوجود می آید قطعا راه حلی دارد و چقدر جذاب است که همیشه در اطرافتان برنامه نویسان حرفه ای و با تجربه ای داشته باشید تا مشکلاتتان را با آن ها در میان بگذارید و بهترین روش های حل مشکل برنامه نویسی را به شما نشان دهند، مشکلاتی که آن ها قبلا با آن روبرو شده اند و راه حل آن را می دانند. اگر بدانید که دقیقا فریم ورک چیست و چه مزایایی دارد در میابید که با استفاده از فریم ورک، وارد این مسیر شده اید.

برنامه نویسی چیست؟

برنامه نویسی مجموعه ای از دستورات است که وظیفه خاصی را در کامپیوتر انجام می دهد و بنابراین یک مشکل خاص را حل می کند. زبان های برنامه نویسی مجموعه ای از ابزارها هستند که به برنامه نویس اجازه می دهد کد را به روشی آسان و قابل فهم برای انسان بنویسد، زیرا در نهایت کامپیوتر فقط زبان 0/1 را می فهمد.

هرچه نتیجه دلخواه برنامه پیچیده تر باشد، کد مورد استفاده در برنامه نویسی پیچیده تر خواهد بود و بسیاری از وظایف در داخل نرم افزار تکرار می شوند و میتوان گفت:

فریم ورک ها برای تسهیل زندگی برنامه نویسان بوجود آمده است

فریم ورک (Framework) یا چارچوب چیست؟

فریم ورک مجموعه ای از ابزارها است که به برنامه نویس اجازه می دهد تا کارهای معمولی را بدون نیاز به نوشتن تمام کدهای مورد نیاز برای آن کار از ابتدا تا انتها انجام دهد. مهمترین دلیل استفاده توسعه دهندگان از فریم ورک صرفه جویی در وقت و بازدهی بیشتر است. فریم ورک ها مزایای زیادی دیگری نیز دارند  که در ادامه در مورد آن ها صحبت خواهیم کرد.

اصطلاح Framework

اصطلاح فریم ورک به انگلیسی (Framework) در حوزه توسعه نرم افزار و بیشتر از آن در توسعه وب سایت ها بسیار رایج است، تعریف های متفاوتی در مورد فریم ورک وجود دارد که حتی برخی ممکن است موجب سردرگمی شما شوند.

به عنوان مثال فریم ورک که در زبان فارسی  به معنای چارچوب ترجمه شده است. مجموعه ای از کد ها و روال های از پیش نوشته شده و توسعه یافته ای است که در کنار هم قرار گرفته اند تا برنامه نویس نیاز نداشته باشد برخی کارهای پیچیده و مشکل را از صفرمجددا بنویسد یا به قول معروف هر کسی چرخ را برای خود از ابتدا اختراع نکند.

فریم ورک یا چهارچوب نرم افزاری به مجموعه ای از دستورالعمل های برنامه نویسی می گویند که جهت پیاده سازی عملیات اصلی یک سامانه که بصورت بهینه و هدف مند تشکیل شده است که کار برنامه نویسان را راحتتر و یکپارچه می کند.

فریم ورک به زبان ساده

بصورت خیلی ساده اگر بخواهیم بگوییم، با یک مثال شروع می کنیم تا کمی شفاف و قابل درک باشد، برای هر وب اپلیکیشینی عملیات ورود، مجوز ها و احراز هویت کاربر از الزامات اولیه محسوب می شود، حال فرض کنید هر تیم توسعه ای برای خود بیاید و این همه امکانات فوق تخصصی از همه مهم تر امنیتی را برای خود تحلیل و توسعه دهد، تمامی مسیر های ورود هکر ها و راه های نفوذ را یک به یک بررسی کند و قطعا ماه ها و شاید سال ها طول خواهد کشید که سامانه بی عیب و نقصی فراهم و قابل استفاده شود.

در واقع یک از مزایای فریم ورک ها این است، فریم ورک در اینجور مواقع به کمک ما می آید و اینگونه در نظر بگیرید که بهترین برنامه نویس ها و تحلیل گران سیستم در سراسر دنیا بهترین روش ها را در کنار هم قرار داده اند وبالاترین استاندارد را در نظر گرفته اند و بصورت حاضر و آماده، بسته ای قابل اطمینان در اختبار ما قرار می دهند، برای آن نامی انتخاب می کنند و استاندارد های آن فریم ورک را داکیومنت می کنند که هم سایرین استفاده کنند و هم با گذشت زمان با اضافه شدن تجربه ها به بهتر شدن این فرم ورک کمک بهینه کنیم، جالب است که کدی جامع و کامل هر روز هم بهتر می شود و مسیر های جدیدی برای شما باز می کند.

چه کسی فریم ورک ها را ایجاد می کند؟

اغلب تیم های کاری یا شرکت هایی که در زمینه برنامه نویسی فعالیت می کنند، معمولا فرم ورک (Framework) را برای سهولت کار توسعه دهندگان خود و کاهش زمان ایجاد می کنند و بعد از تاییدیه توسط خود فرم ورک آن را برای استفاده توسعه دهندگان در سراسر جهان به صورت عمومی منتشر می کنند، فرم ورک هایی وجود دارد که به صورت تجاری فروخته می شوند، اما محبوب ترین فریم ورک ها آنهایی هستند که متن باز یا اوپن سورس هستند.

انواع فریم ورک ها

فریم ورک های بسیاری وجود دارند که می توانید به راحتی به آن ها تکیه کنید و از وجود آنها بهره ببرید. حتی برخی از این فریم ورک ها برای کارهایی خاص بهینه شده اند و نیازی نیست که همه فریم ورک های دنیا همزمان تمامی امکانات را داشته باشند، بهتر است نیازسنجی کنید که توقعتان از کد چیست و چه سیستمی میخواهید طراحی کنید تا بهترین فریم ورک را که به نیاز شما نزدیک است راطراحی کنید:

1. دات نت کور (.NET Core)

2. جنگو (Django)

3. انگولار (Angular)

4. روبی آن نیلز (Ruby on Rails)

5. ویو جی اس (Vue.js)

6. اکسپریس جی اس (Express.js)

7. نکست جی اس (Next.js)

8. بلیزر (Blazor)

9. لاراول (Laravel)

10. فلسک (Flask)

لیست بالا محبوب ترین فریم ورک های حال حاضر دنیا می باشد اما کامل نیست و بسیاری از فریم ورک های پر مصرف و محبوب دیگری وجود دارند که در لیست نمایشی فریم ورک های ما قرار نگرفته اند و هدف فقط معرفی برخی از معروف ترین Framework ها بود، البته در انتهای همین مقاله نگاه جدایی بر انواع فریم ورک ها و معرفی برخی از محبوب ترین های هر نوع هم خواهیم انداخت، با نگاه کردن به ریپازیتوری هر فریم ورک در گیت هاب (GitHub) می توانید درصد مشارکت مردمی و محبوبیت هر فریم ورک را بررسی کنید.

چرا از فریم ورک ها استفاده میکنیم

توسعه نرم افزار یک فرآیند پیچیده است. این کار به تعداد زیادی کار از جمله کدنویسی، طراحی و آزمایش نیاز دارد. فقط برای بخش کدنویسی، برنامه نویسان باید از نحو، اعلان ها، جمع آوری زباله، عبارات، استثناها و موارد دیگر مراقبت می کردند.

چارچوب‌های نرم‌افزاری زندگی را برای توسعه‌دهندگان آسان‌تر می‌کنند و به آن‌ها اجازه می‌دهند تا کنترل کل فرآیند توسعه نرم‌افزار یا بیشتر آن را از یک پلتفرم واحد در دست بگیرند.

هدف Framework ها چیست؟

صرفه جویی در زمان

همانطور که قبلاً نیز اشاره کردیم، مهمترین ویژگی Framework صرفه جویی در وقت است، مطابق با اصل معروف در برنامه نویسی، Don’t repeat yourself یا DRY یعنی “خودت را تکرار نکن”، یا به عبارت دیگر، چرخ را دوباره اختراع نکنید. به طور متناوب، می توانید از فریم ورک هایی استفاده کنید که راه حل هایی برای این مشکلات و چالش های رایج ارائه می دهند.

برنامه های نرم افزاری اغلب دارای بسیاری از وظایف رایج هستند. به عنوان مثال، در برنامه های تحت وب، هیچ وب سایتی بدون دستور برای ارتباط با پایگاه داده یا رسیدگی به درخواست های کاربر نیست. این وظایف رایج نیازی به هر بار بازنویسی ندارد.

مزایای استفاده از فریم ورک ها

• کد امن تر است
• می توان از کدهای تکراری و اضافی جلوگیری کرد
• به توسعه مداوم کد با اشکالات کمتر کمک می کند
• کار بر روی فناوری های پیچیده را آسان تر می کند
• چندین بخش کد و عملکرد از پیش ساخته و از پیش آزمایش شده اند. این باعث می شود برنامه ها قابل اعتمادتر باشند
• زمان مورد نیاز برای توسعه یک برنامه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد

بهترین روش های انجام کار

پس همانطور که اشاره شد زمان مهمترین متریال هر برنامه نویس است. ویژگی مهم دیگر آنها امنیت است. این یک کار حساس است که برای غلبه بر نقاط ضعف برنامه نیاز به تجربه و درک صحیح زبان برنامه نویسی دارد، اما همیشه ممکن است برنامه نویس دچار اشتباه شود. و ضعف هایی را در برنامه خود مجاز می داند، اما Framework ها روشی را برای این مسائل ارائه می دهد.

چارچوب های برنامه نویسی با ارائه ویژگی های امنیتی داخلی و توکار، این کار را آسان تر می کند. به عنوان مثال، فریم ورک مایکروسافت دات نت، اجرای برنامه های مهم مانند احراز هویت، مجوز، تأیید ایمیل و برخورد با پایگاه داده های مختلف را برای توسعه دهندگان تسهیل می کند. این ویژگی ها به جای نوشتن دستی و اشتباهاتی که باعث ناامن شدن برنامه می شود، برنامه را ایمن تر می کند.

تفاوت فریم ورک و کتابخانه چیست؟

کتابخانه در واقع مجموعه ای از کدها و الگوریتم های از پیش ساخته شده ای است که میتوان به صورت بسته ای ترو تمیر به پروژه های خود اضافه کنیم. در واقع کتابخانه برگرفته از کدهای کوچک است و فریم ورک برگرفته از کد های بزرگ می باشد.

اگر خیلی ساده به موضوع نگاه کنیم می توان گفت هر دو یکی هستند، اما از نظر فنی تفاوت آنها بسیار زیاد است. شما وقتی از یک کتابخانه استفاده میکنید همه چیز تحت کنترل شما قرار می گیرد و شما مشخص میکنید که چه کاری به چه صورت انجام شود اما زمانی که شما از یک فریم ورک استفاده می کنید، این فریم ورک است که شما را تحت کنترل می گیرد و فرایند ها را مدیریت میکند، فریم ورک برای شما مشخص می کند که چگونه بنویسید و به چه صورت از آن استفاده کنید.

به عبارتی دیگر می توان اینگونه نیز بیان کرد که فریم ورک به مسائل زیر ساختی توجه خاصی دارد مواردی مانند امنیت، مدیریت داده ها و… شاید کلیات آن ها شبیه به هم باشد.

مهمترین فریم ورک های طراحی سایت

دو نوع فریم ورک وجود دارد که در طراحی وب سایت ها مورد استفاده قرار می گیرند.

فریم ورک های سرور ساید

انواع مختلفی وجود دارد که کارهای پشت صحنه یا Back-end را بر عهده دارند. اکثر این فریم ورک ها مفهوم MVC را که مختصر model-view-controller است، پیاده سازی می کنند. مدل MVC با هدف توسعه با تفکیک کار ها در برنامه به سه لایه خاص، که Model مسئول است که با پایگاه داده سروکار داشته باشد و View مسئول رابط کاربری است که کاربر با آن سروکار دارد و Controller واسطه بین دو لایه Model و View و نشان دهنده پردازش برای عملیات منطقی است.

نمونه هایی از چارچوب هایی که اکثرا از الگوی MVC پشتیبانی می کنند عبارتند از:

• فریم ورک Django
• Laravel
• ASP.NET MVC
• Ruby on Rails
• NodeJS

فریم ورک های کلاینت ساید

نوع دیگر فریم ورک ها، فریم ورک های سمت کاربر یا front-end هستند و این فریم ورک ها بر روی مرورگر برای کاربر کار می کنند و بیشتر آنها فریم ورک هایی برای زبان جاوا اسکریپت و برخی از فریم ورک ها برای طراحی های CSS و در کل برای استایل دهی و ساخت اجزای بصری هستند.

شاید جدا کردن فریم ورک ها به این دو دسته کار درستی نباشد اما اگر دید جامع و بالایی بخواهید داشته باشید می توانید اینطور در نظر بگیرید. اما همین فریم ورک های سمت کاربر نیز نوع های مختلفی دارند که برخی در مدیریت بسیاری امور دخالت دارند و برخی دیگر فقط وظیفه طراحی ظاهری وب سایت را بر عهده می گیرند.

معروف ترین آنها فریم ورک های جاوا اسکریپت برای SPA ها یا برنامه های تک صفحه ای هستند. مهمترین این چارچوب ها عبارتند از:

• فریم ورک Angular
• فریم ورک React
• فریم ورک Vue

در طراحی های CSS، فریم ورک معروف Bootstrap وجود دارد که امکانات زیادی را ارائه می دهند این فرم ورک ها می توانند به راحتی در وب سایت شما بدون نیاز به بازنویسی CSS از این اجزا استفاده شوند. این فریم ورک وظیفه ای جز راحت تر کردن طراح فرانت برای ظاهر مناسب وب سایت انجلم نمی دهند.

مرفی برخی از فریم ورک های فرانتی که مبتنی بر استایل هستند:

• بوت استرپ (Bootstrap)
• تیلویند (Tailwind CSS)
• فاندیشن (Foundation)

فریم ورک های توسعه اپلیکیشن های موبایل

اگر از وب سایت ها کمی فاصله بگیریم، بازار توسعه برنامه های کاربردی تلفن همراه یک بازار بزرگ و امیدوار کننده برای رشد است. بنابراین، جای تعجب نیست که فریم ورک های کاری زیادی وجود دارد که زندگی برنامه نویسان برنامه های تلفن همراه را تسهیل می کند. مهمترین فریم ورک های توسعه برنامه های تلفن همراه عبارتند از:

• فلاتر (Flutter)
• ری اکت نیتیو (React Native)
• زامارین (Xamarin)
• فریم ورک Ionic