فریم ورک چیست و چه ویژگی هایی دارد؟

فریمورک چیست؟ مزیت‌های استفاده از فریم‌ورک‌ها برای توسعه‌دهندگان و طراحان وبسایت چیست؟ چند نوع فریمورک وجود دارد؟ آیا فریم ورک همان کتابخانه است؟ آیا استفاده از فریمورک‌ها معایبی هم دارد؟ 

اگر به‌تازگی وارد حوزه برنامه‌نویسی شده‌اید، قطعا می‌دانید که برای طراحی و برنامه‌نویسی وبسایت در پروژه‌هایتان و ساختن اپلیکیشن یا وبسایتی با استفاده از یکی‌از زبان‌های برنامه‌نویسی نیاز به کدنویسی زیادی دارید. وقتی از کدنویسی برای توسعه یک وبسایت یا اپلیکیشن حرف می‌زنیم، منظورمان صدها یا هزاران خط کد است. هرچه پروژه سخت‌تر و پیچیده‌تر باشد و ویژگی‌های بیشتری داشته باشد، کدنویسی هم بیشتر می‌شود و به همان نسبت امکان خطا و اشتباه در کدها هم زیادتر می‌شود. 

فریمورک (Framework) محیطی را برای توسعه‌دهنده و برنامه‌نویس فراهم می‌کند که نیازی به کدنویسی اضافه ندارد. به این ترتیب او می‌تواند تمرکزش را روی کدنویسی قسمت‌های مهم‌تر برنامه بگذارد.

در این مقاله سعی کردیم شما را با مفهوم فریم ورک،  مزایا و معایب استفاده از آن برای توسعه وبسایت‌ها و برنامه‌های مختلف آشنا کنیم و به سؤالات طرح‌شده در ابتدا پاسخ دهیم. 

فریم ورک چیست؟

فریم ورک یا چارچوب نرم افزاری ساختاری برای توسعه برنامه‌های نرم‌افزاری است. فریم ورک پایه و اساسی را فراهم می‌کند که توسعه‌دهندگان نرم افزار می‌توانند برای یک پلتفرم خاص و با استفاده از یک زبان‌ برنامه‌نویسی خاص نرم‌افزاری بسازند. codeacademy این‌طور فریم ورک را تعریف کرده است:

A framework is a structure that you can build software on. It serves as a foundation, so you’re not starting entirely from scratch. Frameworks are typically associated with a specific programming language and are suited to different types of tasks. 

  فریمورک ساختاری است که می‌توانید روی آن نرم‌افزار بسازید. فریمورک مانند پایه و اساس کار عمل می‌کند و شما را ازاینکه مجبور باشید همه‌چیز را ازاول شروع کنید، بی‌نیاز می‌کند. فریمورک‌ها معمولا به یک زبان برنامه‌نویسی مربوط می‌شوند و برای انجام‌دادن کارهای مختلف مناسب‌اند. 

 فریم ورک‌ها شامل کلاس‌ها و توابع از‌پیش‌تعریف‌شده هستند که می‌تواند برای پردازش ورودی، مدیریت دستگاه‌های سخت‌افزاری و تعامل با نرم افزار سیستم مورد استفاده قرار گیرد. این روند به ساده‌سازی فرآیندهای توسعه و برنامه‌نویسی کمک می‌کند. زیرا برنامه‌نویسان هربار که برنامه جدیدی را توسعه می‌دهند، نیاز به این ندارند که برای راه‌اندازی برنامه همه‌چیز را ازاول بنویسند. با استفاده از فریم ورک دیگر نیازی به کدنویسی اضافی برای یک پروژه نیست.

یک فریم ورک ممکن است شامل کتابخانه‌های کد، کامپایلر و سایر برنامه‌های کاربردی در فرآیند توسعه نرم‌افزار، وبسایت یا اپلیکیشن باشد. چندین نوع مختلف از چارچوب‌های نرم‌افزاری وجود دارد که روی سیستم عامل‌های ویندوز و اندروید و ios و mac os قابل اجرا است. نمونه‌های معروف شامل ActiveX و NET. برای توسعه ویندوز ، Cocoa برای Mac OS X ، Cocoa Touch برای iOS و Android Application Framework برای Android است.

در بسیاری از موارد، برای نصب، اجرا و استفاده از فریمورک‌ها به داشتن برنامه‌ی خاصی نیاز نیست. سیستم‌عامل‌ها از بسیاری از فریمورک‌ها پشتیبانی می‌‌کنند. به عنوان مثال، برنامه‌ای که برای Android Application Framework نوشته شده است، بدون نیاز به نصب برنامه‌های  اضافی در دستگاه Android اجرا می‌شود.

تفاوت بین کتابخانه و فریم ورک

برخی ممکن است فرض کنند که فریم ورک‌ها مجموعه‌ای از کتابخانه‌ها هستند و فرقی با کتابخانه‌های زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف ندارند. اما این‌طور نیست و این فرض نادرست است. زیرا همه چارچوب‌های نرم‌افزاری از کتابخانه‌ها استفاده نمی‌کنند یا به کتابخانه‌ها وابسته نیستند. برای روشن‌شدن تفاوت میان کتابخانه و فریمورک باید کتابخانه را کامل و واضح تعریف کرد.

کتابخانه‌های هر زبان برنامه‌نویسی مجموعه‌ای از کدهای نوشته‌شده و آماده به آن زبان هستند که برنامه‌نویس می‌تواند از آن‌ها در کدنویسی‌ استفاده کند. برنامه‌نویس هنگام استفاده از کتابخانه‌ها می‌تواند همه‌چیز را کنترل کند و کدهایی را که می‌خواهد فراخوانی کند. 

فریمورک یک چارچوب و ساختار ازپیش‌ساخته شده است. فریمورک مانند اسکلت یک ساختمان است. برنامه‌نویس وقتی از یک فریمورک برای توسعه وبسایت یا اپلیکیشن استفاده می‌کند باید سایر بخش‌های برنامه‌ را روی همان اسکلت بسازد. بنابراین، برنامه‌نویس آزادی عمل کمتری دارد و باید از ساختارها و الگوهای موجود در فریمورک پیروی کند. به‌عبارت‌دیگر، توسعه برنامه در فریمورک انعطاف‌پذیری کمتری دارد. 

علاوه‌بر آن، یادگیری کار با کتابخانه‌ها آسان‌تر از یادگیری کار با فریمورک‌ها است. چون کتابخانه‌ها معمولا برای نوشتن یک یا چند عملکرد مشخص کدهای آماده دارند، درحالی‌که فریمورک کامل است و می‌شود با آن یک نرم‌افزار را کاملا ساخت و اجرا کرد. 

انواع فریم ورک ها

فریم ورک ها را می‌شود با استفاده از دو معیار مختلف تقسیم‌بندی کرد: یا بر این اساس که برای توسعه‌ی کدام بخش وبسایت یا اپلیکیشن کاربرد دارند یا فریمورک کدام زبان برنامه‌نویسی هستند. با درنظرگرفتن معیار اول، فریمورک‌ها به دو دسته front-end و back-end تقسیم می‌شوند. فریم‌ورک front-end چارچوبی برای ساخت و اجرای کلاینت ساید (سمت کاربر ) است و برای اجرای ظاهر پروژه استفاده می‌شود. توسعه سمت کاربر با استفاده از فریم ورک‌ها معمولا شامل ساختن و توسعه موارد مختلفی ازجمله موارد زیر می‌شود:

• ساختار پرونده‌‌ها (به‌عنوان‌مثال، ازطریق اجزای سازنده یا پیش‌پردازنده CSS)،
• ایجاد درخواست‌های AJAX و 
• سبک‌دادن به اجزا و مرتبط‌کردن داده‌ها با عناصر DOM.

React JS ،Angular JS ،j Query،Ember.js فریم‌ورک‌های سمت کاربر هستند.

فریم ورک‌های back-end برای کدنویسی سمت سرور به توسعه‌دهنده کمک می‌کنند.  CakePHP،Laravel، Django، Ruby on Rails، Flask Phoenix ،Express ،Spring Boot ازجمله مهم‌ترین فریم‌ورک های توسعه سمت سرور محسوب می‌شوند.

با درنظرگرفتن معیار دوم، یعنی زبان برنامه‌نویسی فریمورک، فریم ورک ها به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:

• فریم ورک‌های زبان برنامه‌نویسی PHP برای طراحی وبسایت شامل Laravel ،Phalcon، Symphony، Yii، Codelgniter،CakePHP  ،Kohana، FuelPHP می‌شود. 
•   Spring، Hibernate ،Java EE ،Struts، GWT از فریم ورک‌های زبان برنامه‌نویسی جاوا محسوب می‌شوند. 
• فریم ورک‌های زبان برنامه‌نویسی جاوااسکریپت عبارت‌اند از: Angular.js، React.js ،Ember.js ،Backbone.js ،VueJS، Aurelia.js ، Polymer.js.
• فریم ورک‌های زبان برنامه‌نویسی روبی Ruby on Rails، Lotus،padrino،cuba،rack، sinatra، sorched، Grape هستند. 
• Django، Flask، TurboGears Web2py، Pyramid،Bottle ازجمله فریم ورک‌های زبان برنامه‌نویسی پایتون هستند.

انتخاب فریمورک برای توسعه هر نرم‌افزاری به عوامل مختلف بستگی دارد. از مهم‌ترین چیزهایی که می‌تواند به توسعه‌دهنده و برنامه‌نویس در این انتخاب کمک کند،‌ دانستن محبوب‌ترین فریم ورک‌های فرانت اند و بک اند درمیان توسعه‌دهندگان جهان است. 

«مهم‌ترین و محبوب‌ترین فریم ورک فرانت اند در سال ۲۰۲۲ کدام است؟»

و 

«محبوب‌ترین فریمورک‌های بک اند در سال ۲۰۲۲»

را بخوانید تا با انتخاب توسعه‌دهندگان و برنامه‌نویسان دنیا آشنا شوید. 

مزایای فریم ورک

مزایای استفاده از فریمورک برای توسعه نرم‌افزارهای مختلف به شرح زیر است:

• فریم ورک ها ساختار mvc دارند و ترکیب کدهای برنامه‌نویسی به‌صورت mvc است. بخش model داده‌هایی را که بین view و controller جابه‌جا می‌شوند نشان می‌دهد. بخش view اطلاعات را به کاربر نشان می‌دهد و Controller کنترل‌کننده رابط بین مدل و view است که ورودی را پردازش و داده‌ها را با استفاده از model دستکاری می‌کند. فریمورک‌ها چون ساختار mvc دارند، کدها منظم‌تر می‌شوند.   
• کارهایی که به‌طور کلی ساعت‌ها برای برنامه‌نویسی زمان نیاز دارد و صدها خط کد هم باید برای آن‌ها نوشته شود، با کمک فریم‌ورک‌ها و  عملکردهای ازپیش‌ساخته‌شده درعرض چند دقیقه قابل انجام است. بنابراین، توسعه نرم‌افزار بسیار آسان‌تر می‌شود و وقتی توسعه راحت‌تر شود، پروژه سریع‌تر پیش می‌رود و در وقت و هزینه‌ها صرفه‌جویی می‌شود. 
• امنیت هر فریم ورک توسط توسعه‌دهندگانش آزمایش می‌شود. بنابراین، فریمورک‌ها امن هستند و حفره‌های امنیتی ندارند. اگر هم زمانی یک حفره امنیتی پیدا کردید، می‌توانید به وبسایت رسمی فریمورک بروید و به تیم توسعه‌دهندگان و پشتیبانانش اطلاع دهید تا موضوع را بررسی و آن را برطرف کنند. 
• نصب و کار با بیشتر فریم‌ورک‌های محبوب رایگان است. و باتوجه‌به اینکه فریمورک به توسعه‌دهنده کمک می‌کند تا سریع‌تر کدنویسی کند، مطمئنا هزینه مشتری نهایی و هزینه ساخت پروژه کمتر خواهد شد.
• همانند سایر ابزارهای رایگان و منتشرشده در اینترنت، چارچوب‌های نرم‌افزاری اسناد و مدارک راهنما، گروه پشتیبانی یا انجمن‌های تخصصی آنلاین زیادی دارند. بنابراین، اگر توسعه‌دهنده و برنامه‌نویسی در کار با آن‌ها به مشکلی بربخورد یا سؤالی داشته باشد، به‌راحتی می‌تواند راه‌حل و  پاسخ را پیدا کند. 

معایب فریم ورک

همه‌ی فریمورک‌ها علاوه‌بر مزایا، معایبی هم دارند. به همین دلیل است که نمی‌شود به مزایای استفاده از فریم ورک‌ها اشاره کرد ولی درباره معایبشان توضیحی نداد. معایب به‌کارگیری فریم ورک‌ها برای توسعه نرم‌افزار به شرح زیر است:

• رفتار اصلی فریم ورک قابل اصلاح نیست. بدین معنا که وقتی از فریم ورکی استفاده می‌کنید، مجبور می‌شوید به محدودیت‌های آن احترام بگذارید و همان‌طور که لازم است کار کنید. به‌همین‌دلیل، باید فریم ورکی را انتخاب کنید که متناسب‌با نیازهای پروژه شما است.
•  از آنجا که بسیاری از فریمورک‌ها متن‌باز و دردسترس همه هستند، در دسترس افرادی که نیت بد دارند نیز قرار دارند. این افراد می‌توانند طرح‌های شما را مورد مطالعه قرار بدهند تا بدانند چگونه کار می‌کند. همین ممکن است مشکلاتی را برای پروژه‌های شما ایجاد کند. 
• کار با فریمورک‌ها به آموزش نیاز دارد و باید بسیاری از قابلیت‌های فریم ورک را یاد بگیرید و زمانی را به یادگیری اختصاص دهید؛ مخصوصا زمانی‌که می‌خواهید از فریم ورک‌های بک اند مانند لاراول استفاده کنید.
• علاوه‌بر کدهایی که هر برنامه‌نویس برای پروژه خودش به آن‌ها نیاز دارد، کدهای دیگری هم به فریم ورک ها اضافه شده است تا نیاز برنامه‌نویسان دیگر هم برطرف شود. این کدهای اضافه ممکن است موجب کاهش کارایی اپلیکیشن یا برنامه شما شود.
• بعضی از فریم ورک ها مانند بوت استرپ به شخصی‌سازی نیاز دارند. بنابراین، اگر آن را به اندازه کافی سفارشی نکنید و فقط از کلاس‌های پیش‌فرض با تمام رنگ‌های پیش‌فرض استفاده کنید، وبسایت یا اپلیکیشنی معمولی و شبیه‌به وبسایت‌ها و اپلیکیشن‌های دیگر خواهید داشت. 
• اگر تیم توسعه فریمورک تصمیم به حذف بعضی از قابلیت‌های فریم ورک بگیرد، برنامه‌نویسان چاره‌ای جز پذیرش ندارند. چون دیگر پشتیبانی برای آن دریافت نمی‌کنند و اگر بخواهند از آن قابلیت استفاده کنند باید نسخه‌های قدیمی‌تر را برای توسعه پروژه به‌کار گیرند. البته، نسخه‌های قدیمی احتمالا باگ‌هایی دارند و مشکلاتی را برای پروژه به‌وجود می‌آورند.
•  نسخه‌های جدید بعضی از فریم ورک ها با نسخه قبلی سازگار نیست و با تغییر نسخه، برنامه‌نویسان مجبور می‌شوند بخشی از کد منبع را بازسازی کنند.

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری 

در این مقاله سعی کردیم شما را با مفهوم فریم ورک آشنا کنیم. فریمورک ساختاری آماده برای توسعه نرم‌افزار، وبسایت یا اپلیکیشن را دراختیار توسعه‌دهنده قرار می‌دهد. توسعه‌دهندگان و برنامه‌نویسان باتوجه‌به نیازهای پروژه، کار توسعه را ادامه می‌دهند و ساختار را سفارشی می‌کنند. 

به‌کارگیری فریمورک‌ها توسعه نرم‌افزار را سرعت می‌بخشد و در وقت و هزینه برنامه‌نویس و پروژه صرفه‌جویی می‌کند. فریم ورک‌ها انواع مختلفی دارند: فریم‌ورک‌هایی که برای توسعه سمت سرور یا سمت کلاینت پروژه استفاده می‌شوند و فریم ورک‌های زبان‌های برنامه‌نویسی مانند فریمورک‌های زبان برنامه‌نویسی جاوااسکریپت یا پایتون.

 استفاده از فریم‌ورک‌ها همان‌طور که کار را آسان‌تر و سریع‌تر می‌کند، معایبی هم دارد. تصمیم به توسعه پروژه با فریم‌ورک و انتخاب فریمورک‌های مناسب برای هر پروژه آسان نیست و به عوامل مختلفی بستگی دارد. در پروژه‌های بزرگ و متوسط تیم توسعه دراین‌باره تصمیم می‌گیرند و نه یک برنامه‌نویس به‌تنهایی. 

اگر برنامه‌نویس و توسعه‌دهنده یک زبان برنامه‌نویسی را آموخته باشد یا طراحی وبسایت را بلد باشد، به این معنا نیست که می‌تواند با فریمورک‌های آن زبان برنامه‌نویسی یا فریم ورک‌های مخصوص طراحی سایت کار کند. کار با هر فریم‌ورک را باید آموخت. 

اگر به طراحی و توسعه وبسایت و یادگرفتن فریمورک‌های آن علاقه دارید، باید با دوره آموزش طراحی سایت شروع کنید. بعد از این دوره، اگر به توسعه فرانت اند وبسایت علاقه داشته باشید، می‌توانید دوره آموزش ری اکت را بگذرانید.