اگر به تازگی وارد حوزه برنامه‌نویسی شده‌اید، به خوبی متوجه می‌شوید که برای طراحی و برنامه‌نویسی وب‌سایت‌ها و ساخت اپلیکیشن‌ها با استفاده از یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی، نیاز به نوشتن کدهای زیادی خواهید داشت. این کدنویسی به معنای ایجاد صدها یا حتی هزاران خط کد است. هر چه پروژه پیچیده‌تر و دارای ویژگی‌های بیشتری باشد، حجم کدنویسی نیز به همان اندازه افزایش می‌یابد و در نتیجه، احتمال بروز خطا و اشتباه در کدها نیز بیشتر خواهد شد.
فریمورک (Framework) محیطی را برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌آورد که در آن نیازی به نوشتن کدهای اضافی ندارند. این قابلیت به آن‌ها این امکان را می‌دهد تا تمرکز خود را بر روی قسمت‌های مهم‌تر برنامه متمرکز کنند.
در این مقاله، هدف ما آشنا کردن شما با مفهوم فریمورک و بررسی مزایا و معایب آن برای توسعه وب‌سایت‌ها و برنامه‌های مختلف است. همچنین به سؤالات ابتدایی مطرح‌شده نیز پرداخته خواهد شد.
فریمورک یا چارچوب نرم‌افزاری، ساختاری است که توسعه‌دهندگان می‌توانند بر اساس آن برنامه‌های نرم‌افزاری را توسعه دهند. این چارچوب به طور خاص برای یک پلتفرم و با استفاده از یک زبان برنامه‌نویسی خاص طراحی شده است. بر اساس تعریف Codeacademy، "فریمورک ساختاری است که می‌توانید روی آن نرم‌افزار بسازید". فریمورک مانند پایه و اساس کار عمل می‌کند و شما را از نیاز به شروع از صفر بی‌نیاز می‌سازد. فریمورکها معمولاً به زبان برنامه‌نویسی خاصی مرتبط هستند و در انجام وظایف مختلف کاربرد دارند.
فریمورکها شامل کلاس‌ها و توابع از پیش تعریف‌شده‌ای هستند که می‌توانند برای پردازش ورودی، مدیریت دستگاه‌های سخت‌افزاری و تعامل با نرم‌افزار سیستم مورد استفاده قرار گیرند. این فرآیند، توسعه و برنامه‌نویسی را ساده‌تر می‌کند. زیرا برنامه‌نویسان هر بار که برنامه جدیدی را ایجاد می‌کنند، دیگر نیازی به نوشتن تمام کدها از ابتدا ندارند. با استفاده از فریمورک، انجام پروژه‌ها بدون نوشتن کدهای غیر ضروری امکان‌پذیر است.
یک فریمورک می‌تواند شامل کتابخانه‌های کد، کامپایلر و دیگر برنامه‌های کاربردی باشد که در فرآیند توسعه نرم‌افزار، وب‌سایت یا اپلیکیشن به کار می‌روند. چندین نوع مختلف فریمورک وجود دارد که برای سیستم‌عامل‌های ویندوز، اندروید، iOS و macOS قابل استفاده هستند. نمونه‌های معروف شامل ActiveX و .NET برای توسعه نرم‌افزارهای ویندوز، Cocoa برای macOS، Cocoa Touch برای iOS و Android Application Framework برای اندروید است.
در بسیاری از موارد، برای نصب و استفاده از فریمورکها نیازی به داشتن برنامه خاصی نیست. سیستم‌عامل‌ها از بسیاری از فریمورکها پشتیبانی می‌کنند. به عنوان مثال، برنامه‌ای که برای Android Application Framework نوشته شده باشد، می‌تواند بدون نیاز به نصب نرم‌افزارهای اضافی در دستگاه‌های اندروید اجرا شود.
برخی افراد ممکن است فکر کنند که فریم ورک‌ها تنها مجموعه‌ای از کتابخانه‌ها هستند و در واقع هیچ تفاوتی با کتابخانه‌های مختلف زبان‌های برنامه‌نویسی ندارند. اما این تصور نادرست است، زیرا تمام فریمورکها به کتابخانه‌ها وابسته نیستند و از آن‌ها استفاده نمی‌کنند. برای درک بهتر تفاوت میان کتابخانه و فریمورک، ابتدا باید یک تعریف واضح و کامل از کتابخانه ارائه کنیم.
کتابخانه‌ها در هر زبان برنامه‌نویسی، مجموعه‌ای از کدهای نوشته‌شده و آماده هستند که برنامه‌نویسان می‌توانند برای کدنویسی از آن‌ها استفاده کنند. هنگامی که برنامه‌نویس از کتابخانه استفاده می‌کند، می‌تواند کنترل کامل بر روی کدها داشته باشد و فقط کدهایی را که نیاز دارد فراخوانی کند.
فریمورک اما یک چارچوب از پیش ساخته شده است و می‌توان آن را به اسکلت یک ساختمان تشبیه کرد. زمانی که برنامه‌نویس از یک فریمورک برای توسعه وب‌سایت یا اپلیکیشن استفاده می‌کند، باید ساختار و سایر بخش‌های برنامه را بر اساس آن اسکلت بسازد. این بدان معناست که برنامه‌نویس آزادی عمل کمتری داشته و لازم است از ساختارها و الگوهای موجود در فریمورک پیروی کند. به عبارت دیگر، توسعه برنامه در فریمورک معمولاً انعطاف‌پذیری کمتری را به همراه دارد.
علاوه بر این، یادگیری کار با کتابخانه‌ها معمولاً آسان‌تر از یادگیری کار با فریمورکها است. چرا که کتابخانه‌ها به طور معمول برای نوشتن یک یا چند عملکرد خاص کدهای آماده دارند، در حالی که فریمورکها به طور کامل و جامع طراحی شده‌اند و می‌توان از آن‌ها برای ساخت و اجرای کامل نرم‌افزار استفاده کرد.
فریمورکها را می‌توان بر اساس دو معیار مختلف تقسیم‌بندی کرد: یکی بر اساس کاربرد آن‌ها در توسعه بخش خاصی از وب‌سایت یا اپلیکیشن و دیگری بر اساس زبان برنامه‌نویسی فریمورک.
با در نظر گرفتن معیار اول، فریمورکها به دو دسته front-end (سمت کاربر) و back-end (سمت سرور) تقسیم می‌شوند. فریم‌ورک‌های front-end برای ساخت و اجرای سمت کاربر استفاده می‌شوند و وظیفه دارند که ظاهر پروژه را به نمایش بگذارند. توسعه بخش کاربر با استفاده از این فریمورکها معمولاً شامل ساختار پرونده‌ها (مانند اجزای سازنده یا پیش‌پردازنده CSS)، ایجاد درخواست‌های AJAX و سبک‌دار کردن اجزا و مرتبط‌کردن داده‌ها با عناصر DOM می‌شود. نمونه‌های معروف فریم‌ورک‌های سمت کاربر شامل React JS، Angular JS، jQuery و Ember.js هستند.
فریم‌ورک‌های back-end نیز به توسعه‌دهندگان در کدنویسی سمت سرور کمک می‌کنند. فریم ورک‌های CakePHP، Laravel، Django، Ruby on Rails، Flask، Phoenix و Express از جمله فریم‌ورک‌های مهم در توسعه سمت سرور به حساب می‌آیند.
با در نظر گرفتن معیار دوم یعنی زبان برنامه‌نویسی مربوط به فریمورک، این فریمورکها به دسته‌بندی‌های زیر تقسیم می‌شوند:
استفاده از فریمورکها در توسعه نرم‌افزارهای مختلف مزایای متعددی دارد که به شرح زیر است:
1. ساختار MVC: فریمورکها از الگوی طراحی MVC (مدل-نما-کنترلگر) پیروی می‌کنند که باعث سازماندهی بهتر کدها می‌شود. در این ساختار، بخش مدل (Model) داده‌هایی را که بین نما (View) و کنترلگر (Controller) جابه‌جا می‌شوند، نشان می‌دهد. نما اطلاعات را به کاربر نمایش می‌دهد و کنترلگر رابط بین مدل و نما است که ورودی‌های کاربر را پردازش کرده و داده‌ها را با استفاده از مدل manipulative می‌کند. وجود این ساختار باعث می‌شود کدها منظم‌تر و قابل مدیریت‌تر شوند.
2. صرفه‌جویی در زمان: کارهایی که در حالت عادی ممکن است ساعت‌ها زمان و نوشتن صدها خط کد را به خود اختصاص دهند، با کمک فریمورکها و توابع از پیش‌ساخته‌شده در عرض چند دقیقه امکان‌پذیر است. این امر باعث تسهیل توسعه نرم‌افزار شده و منجر به پیشرفت سریع‌تر پروژه‌ها و صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌ها می‌شود.
3. امنیت: امنیت فریمورکها توسط تیم‌های توسعه‌دهنده آن‌ها به‌طور مداوم آزمایش شده و این فریمورکها معمولاً حفره‌های امنیتی ندارند. در صورتی که یک مشکل امنیتی شناسایی شود، توسعه‌دهندگان می‌توانند از طریق وب‌سایت رسمی فریمورک با تیم پشتیبانی در ارتباط باشند تا موضوع را بررسی و حل کنند.
4. رایگان بودن: اکثر فریم‌ورک‌های محبوب به‌صورت رایگان قابل نصب و استفاده هستند. با توجه به این که فریمورکها به توسعه‌دهندگان کمک می‌کنند تا کدنویسی را سریع‌تر انجام دهند، هزینه نهایی مشتری و هزینه ساخت پروژه کاهش خواهد یافت.
5. دسترسی به مستندات و پشتیبانی: مانند سایر ابزارهای رایگان و موجود در اینترنت، فریمورکها دارای مستندات جامع، گروه‌های پشتیبانی و انجمن‌های تخصصی آنلاین هستند. بنابراین، در صورتی که توسعه‌دهندگان در کار با آن‌ها به مشکل برخورد کنند یا سؤالی داشته باشند، به راحتی می‌توانند راه‌حل‌ها و پاسخ‌های مورد نیاز را پیدا کنند.
همه فریمورکها علاوه بر مزایا، معایبی نیز دارند. به همین دلیل نمی‌توان به مزایای آن‌ها اشاره کرد و از معایبشان غفلت نمود. معایب استفاده از فریمورکها در توسعه نرم‌افزار به شرح زیر است:
1. محدودیت‌های غیرقابل تغییر: رفتار اصلی فریمورک قابل اصلاح نیست. به این معنا که هنگامی که از یک فریمورک استفاده می‌کنید، مجبورید به محدودیت‌های آن احترام بگذارید و مطابق با آن عمل کنید. بنابراین، انتخاب فریم‌ورکی که متناسب با نیازهای پروژه شما باشد، ضرورت دارد.
2. دسترسی عمومی به کدهای متن‌باز: از آنجا که بسیاری از فریمورکها متن‌باز هستند و برای عموم در دسترس می‌باشند، افراد با نیت بد نیز به این کدها دسترسی پیدا می‌کنند. این ممکن است منجر به مشکلاتی برای پروژه شما شود، زیرا آن‌ها می‌توانند طراحی‌های شما را بررسی کنند.
3. احتیاج به آموزش: کار با فریمورکها نیاز به یادگیری دارد و باید قابلیت‌های مختلف آن‌ها را یاد بگیرید. این موضوع به‌ویژه هنگام استفاده از فریم‌ورک‌های بک‌اند مانند لاراول، حائز اهمیت است و زمان زیادی را باید برای یادگیری صرف کنید.
4. کدهای اضافی: علاوه بر کدهایی که هر برنامه‌نویس به آن‌ها نیاز دارد، فریمورکها حاوی کدهای اضافی هستند که برای پاسخ‌گویی به نیازهای دیگر برنامه‌نویسان طراحی شده‌اند. این کدهای اضافی ممکن است عملکرد اپلیکیشن یا برنامه شما را کاهش دهند.
5. نیاز به شخصی‌سازی: برخی فریمورکها مانند بوت استرپ نیاز به شخصی‌سازی دارند. اگر آن را به اندازه کافی سفارشی نکنید و فقط از کلاس‌ها و رنگ‌های پیش‌فرض استفاده کنید، وب‌سایت یا اپلیکیشن شما معمولی و مشابه دیگر پروژه‌ها خواهد شد.
6. پذیرش تغییرات توسط برنامه‌نویسان: اگر تیم توسعه فریمورک تصمیم به حذف برخی قابلیت‌ها بگیرد، برنامه‌نویسان گزینه‌ای جز پذیرش این تغییرات نخواهند داشت. در این صورت، اگر بخواهند از آن قابلیت استفاده کنند، باید از نسخه‌های قدیمی‌تر فریمورک استفاده کنند که ممکن است شامل باگ‌ها و مشکلاتی باشد.
7. ناسازگاری نسخه‌ها: نسخه‌های جدید برخی از فریمورکها ممکن است با نسخه‌های قبلی سازگار نباشند. این به این معناست که با تغییر نسخه، برنامه‌نویسان ممکن است نیاز به بازسازی بخشی از کد منبع داشته باشند.
در این مقاله تلاش کردیم تا شما را با مفهوم فریمورک آشنا کنیم. فریمورکها ساختاری آماده برای توسعه نرم‌افزار، وب‌سایت یا اپلیکیشن در اختیار توسعه‌دهندگان قرار می‌دهند. توسعه‌دهندگان و برنامه‌نویسان بر اساس نیازهای پروژه، می‌توانند به ادامه کار توسعه پرداخته و ساختار را به‌دلخواه خود سفارشی‌سازی کنند.
استفاده از فریمورکها به‌طور قابل‌توجهی روند توسعه نرم‌افزار را تسریع می‌کند و موجب صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌های برنامه‌نویس و پروژه می‌شود. فریمورکها انواع مختلفی دارند، شامل فریم‌ورک‌هایی که برای توسعه سمت سرور یا کلاینت استفاده می‌شوند و همچنین فریم‌ورک‌های خاص زبان‌های برنامه‌نویسی مانند جاوااسکریپت یا پایتون.
هرچند که استفاده از فریمورکها کار را آسان‌تر و سریع‌تر می‌کند، اما معایبی نیز به همراه دارد. تصمیم‌گیری در مورد توسعه پروژه با استفاده از فریمورک و انتخاب فریمورک مناسب برای هر پروژه فرآیندی ساده نیست و به عوامل متعددی بستگی دارد. در پروژه‌های بزرگ و متوسط، این تصمیم معمولاً توسط تیم توسعه اتخاذ می‌شود و نه یک برنامه‌نویس به‌تنهایی.
این نکته را نیز در نظر داشته باشید که آموختن یک زبان برنامه‌نویسی یا طراحی وب‌سایت، به این معنا نیست که فرد می‌تواند به‌راحتی با فریم‌ورک‌های مربوط به آن زبان یا فریم‌ورک‌های مخصوص طراحی سایت کار کند. کار با هر فریمورک نیاز به یادگیری و تسلط دارد.
