Les Zones

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Maintenant qu’Angular2 est officiellement disponible, il est temps pour nous tous de comprendre les méandres de cette toute nouvelle version du framework. Si vous avez eu un jour la curiosité de faire un petit tutorial Getting Started pour débuter un nouveau projet Angular, vous avez sûrement dû importer une librairie zone.js, afin de faire fonctionner l’application correctement.

Vous l’avez importée, mais vous ne savez peut-être pas à quoi elle sert. Nous allons essayer d’y répondre dans cet article.

Avant de vous présenter la librairie en elle-même, nous souhaitons tout d’abord vous présenter deux problèmes qui pourront être résolus grâce aux zones.

Calcul du temps d’exécution d’un script JS

Le code source JavaScript ci-dessous a pour but de calculer le temps d’exécution d’un code applicatif. Le lancement du timer est réalisé par la méthode startTimer et est arrété dans la méthode endTimer. Nous pouvons imaginer également que nous affichons le résultat de ce timer via un console.log directement dans la méthode endTimer. Mais les implémentations de ces deux méthodes ne sont en fait pas intéressantes pour le reste de cet article.

Ce script est composé de traitements synchrones et de traitements asynchrones (les deux appels à la méthode setTimeout). Pour les débutants en JavaScript, on pourrait imaginer que du fait du deuxième paramètre de mes méthodes setTimeoutqui est égal à 0, la méthode veryLongTask est appelée deux fois, l’une après l’autre, de manière synchrone. Ce serait une erreur…

Si nous nous mettons à la place d’une VM JavaScript, nous avons en fait, au minimum, deux stacks d’exécution. La principale correspond à celle que nous avons l’habitude de manipuler, celle qui va exécuter nos traitements synchrones. Dès que la VM détecte un appel à un traitement asynchrone (setTimeout, setInterval, addEventListener, …), elle ne l’exécute pas de suite, mais place l’appel à cette méthode dans la seconde stack. Et cette dernière ne sera dépilée que lorsque la stack principale sera vide.

Dans notre exemple, après avoir exécuté la méthode endTimer, la stack principale est vide, et la stack secondaire contenant les deux appels à la méthode setTimeout vont enfin pouvoir être exécutés. Et vous comprenez maintenant le problème : nous affichons le résultat de notre timer avant même la fin de l’ensemble de notre code applicatif. Le résultat sera alors erroné.

Gestion des stacktraces

Le deuxième exemple que nous souhaitons vous présenter concerne la gestion des stacktraces d’erreur, lors de l’exécution d’un ensemble de traitements asynchrones.

Dans l’exemple ci-dessous, lorsque l’erreur est émise dans la méthode throwError, dans notre console, nous n’avons aucune information sur l’origine réelle de cette erreur. Nous ne savons qu’elle a été émise parce que nous avons cliqué sur le bouton Cause Error, et également parce que nous avons cliqué au préalable sur le bouton Bind Error

Ce code est tiré de la bibliothèque d’exemples fournie dans le repository Github de la librairie

La solution: Zone.JS

Cette librairie va nous permettre de créer des contextes d’exécution, dans lesquels nous allons pouvoir faire exécuter des traitements synchrones et asynchrones. Ces contextes d’exécution vont nous permettre de faire deux choses :

  • Partager des données à travers les différents traitements asynchrones exécutés dans le même contexte.
  • Interagir avec le cycle de vie des tâches asynchrones, à l’aide de hooks

Comment est-il possible d’interagir avec le cycle de vie de ces tâches ? Tout simplement parce que la librairie surcharge l’ensemble des traitements asynchrones du langage dans le but de pouvoir exécuter les hooks que nous aurions configurés.

Afin de vous présenter la syntaxe pour manipuler cette librairie, nous allons reprendre le deuxième problème présenté précédemment. Une fois la librairie zone.js importée, vous allez avoir accès à un objet Zone.current qui est le contexte d’exécution par défaut. A partir de ce contexte, nous allons pouvoir en créer de nouveau grâce à la méthode fork. Cette dernière retourne le même type d’objet, une zone. Nous pouvons appeler à nouveau la même méthode fork sur cette zone, afin d’avoir une hiérarchie dans nos contextes d’exécution, et de pouvoir partager du code commun. Sur l’objet retourné par la méthode fork, nous pouvons à présent appeler notre code métier grâce à la méthode run.

La méthode fork prend un paramètre correspondant aux hooks que nous désirons exécuter aux différentes étapes du cycle de vie de nos traitements asynchrones. Nous n’allons pas présenter tous les hooks possibles, dans notre cas d’utilisation, nous allons définir des implémentations pour les suivants :

  • onScheduleTask  : exécuté lorsqu’un traitement est placé dans la stack secondaire
  • onHandleError : lorsqu’une erreur est émise

Nous avons indiqué précédemment que nous pouvions avoir une hiérarchie de zones. Cela se fait via l’appel de l’implémentation de la zone parente. L’appel se fait sur chaque hook et permet de de bénéficier correctement de la chaîne. Sans cette action la chaîne serait tout simplement brisée.

Pour chaque traitement asynchrone, nous allons sauvegarder dans une variable disponible depuis notre contexte d’exécution (targetZone) une référence sous la forme d’une Erreur. Cette variable correspondra à un tableau, dans lequel le dernier traitement asynchrone enregistré sera en haut de la pile (fonctionnement normal d’une stacktrace). Dans la solution ci-dessous, nous utilisons un identifiant généré par la librairie task.source, mais nous pourrions être plus spécifiques et récupérer le nom de la méthode, sa signature, ou pourquoi pas le numéro de ligne, etc.

La dernière chose à implémenter correspond à l’affichage de cette variable targetZone.traces, lorsqu’une vraie erreur est émise. Cette fonctionnalité sera réalisée dans la méthode onHandleError. Nous allons tout d’abord ajouter à notre variable targetZone.traces l’erreur qui vient d’être émise, et nous allons ensuite surcharger le getter de la propriété stack du paramètre error de notre méthode. Ce getter retournera nos différentes erreurs, séparées par des sauts de lignes.

Si nous affichons la valeur de cette variable error.stack, nous avons à présent toutes les informations nécessaires pour corriger le problème efficacement.

Utilisation dans Angular2

Maintenant que nous avons vu en détail le fonctionnement de la librairie, vous vous posez peut-être la question de son utilité dans Angular2, et voulez savoir dans quels cas le framework a besoin des zones pour fonctionner. Pour ne citer que deux usages :

  • la détection des fins de traitements aynchrones pour faire la mise à jour de nos vues  (il n’est plus nécessaire d’utiliser des $scope.$apply ou $scope.$digest comme dans AngularJS)
  • Avoir des stacktraces complètes (similaires à celles que nous avons créées précédemment), lors d’une erreur dans votre application (erreur dans votre code Typescript ou dans vos templates).

Si Angular2 s’arrêtait là, nous pourrions avoir un léger problème de performance. Si nous avions une synchronisation de vos vues après chaque traitement asynchrone, la performance pourrait être dégradée surtout si nous utilisons des animations, des évènements de la souris, ou encore l’envoi de requêtes HTTP qui ne nécessitent pas de mise à jour (des requêtes vers Google Analytics par exemple). Afin de remédier à ce problème, Angular2 met à disposition un service, NgZone, qui est juste un wrapper sur l’objet Zone, avec notamment une méthode runOutsideAngular permettant de désactiver le fonctionnement par défaut.

L’exemple ci-dessous permet d’envoyer une requête HTTP sans avoir besoin de mettre à jour vos vues lorsque le serveur aura envoyé la réponse.

Cette fonctionnalité des Zones a été proposée par l’équipe Angular au comité en charge de la spécification du langage JavaScript. C’est encore le tout début (la proposition est à l’état stage 0), mais nous pourrions peut-être avoir un jour cette fonctionnalité nativement dans le langage. Ce qui indique bien que les standards évoluent, notamment grâce aux multiples projets/librairies/frameworks que nous aimons utiliser.

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