راهنمای جامع انواع کتابخانه های کاتلین؛ ۱۰ کتابخانه بسیار محبوب در ۲۰۲۴ + کدهای واقعی 

کتابخانه های کاتلین راهی برای بهبود خلاقیت برنامه‌نویسان، کاهش کدهای غیرضروری و ارائه ویژگی‌های قدرت‌مند هستند که سرعت و کارایی بالایی را هدف قرار می‌دهند. زبان کاتلین یک زبان برنامه‌نویسی شی‌گرا با تایپ ایستا (Statically Typed) است که با ماشین مجازی جاوا (JVM)، کتاب‌خانه‌های کلاس جاوا و اندروید به‌صورت بهینه ادغام می‌شود. امروزه Kotlin یکی از محبوب‌ترین زبان‌ها برای توسعه اپلیکیشن‌های اندروید است. این موضوع به‌دلیل همکاری سریع و ساده بین کاتلین و جاوا صورت گرفته است. 

در این مقاله، به ۱۰ کتاب‌خانه بسیار محبوب و متداول کاتلین اشاره خواهیم کرد. بنابراین در ادامه، عنوان‌هایی همچون اهمیت کتابخانه های کاتلین، کاربرد آن‌ها و نحوه نصب و مدیریت هرکدام را خواهید خواند.

۴ مورد از کاربردهای زبان کاتلین

Kotlin یک زبان توسعه همه‌منظوره است که به‌طور عمده برای توسعه اپلیکیشن‌های اندروید استفاده می‌شود. در ادامه چهار مورد از کاربردهای زبان کاتلین را مشاهده خواهید کرد.

1. توسعه سمت سرور 

توسعه برنامه‌های تحت وب با استفاده از جاوا، یک شیوه رایج و البته سنتی است. Kotlin را می‌توان در کنار جاوا برای توسعه برنامه‌ها روی سرور استفاده کرد؛ چراکه کاتلین از کتاب‌خانه‌های کلاس جاوا پشتیبانی می‌کند.

2. توسعه وب Full-stack

برنامه‌نویسان از Kotlin برای توسعه فرانت‌اند با جاوااسکریپت استفاده می‌کنند. درواقع کاتلین می‌تواند کدهای خود را به جاوااسکریپت تبدیل کند و توسعه فرانت‌اند سایت یا سایر پلتفرم‌ها را ممکن سازد. این رویکرد به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا از همان کد نوشته‌شده به زبان کاتلین، در فرانت‌اند و بک‌اند به‌صورت همزمان استفاده کنند.

3. توسعه چند پلتفرمی برای موبایل

امکان استفاده از این زبان محبوب برای ساخت و توسعه برنامه‌های اندروید و سایر پلتفرم‌ها ازجمله Apple iOS، Apple watchOS و Linux وجود دارد.

4. علم داده

کاربردهای کاتلین در Data Science گسترده و کارآمد است؛ چراکه ساخت پایپ‌لاین برای داده‌ها و قرار دادن مدل‌های یادگیری ماشین در تولید آن‌ها، با کاتلین به‌سادگی ممکن است. “Jupyter” و “Zeppelin”، دو ابزار معروف علم داده هستند که با جاوا استفاده می‌شوند و به‌طور همزمان از کاتلین هم پشتیبانی می‌کنند.

۶ اهمیت کتابخانه های کاتلین

در ادامه شش مورد از اهمیت کتابخانه های کاتلین را مشاهده خواهید کرد که ممکن است نسبت‌به انتخاب این زبان، شما را مصمم کنند.

1. افزایش بهره‌ وری

کتابخانه‌ های کاتلین به کاهش کدهای “Boilerplate” کمک می‌کنند؛ کدهایی که به‌طور مداوم در مکان‌های مختلف برنامه با دامنه تغییری کم یا بدون تغییر تکرار می‌شوند. همچنین این زبان برنامه‌نویسی ساده‌سازی وظایف رایج توسعه اپلیکیشن‌های اندروید را ممکن می‌کند. از طرفی دیگر، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا کدها را به‌شکل مختصر و واضح‌ بنویسند. 

2. پیشرفته کردن عملکرد

کتابخانه‌هایی مانند “Anko”، “KAndroid” و “Retrofit” طیف گسترده‌ای از ابزارها و عملکردها را ارائه می‌دهند؛ ابزارهایی که منجربه گسترش قابلیت‌های Android SDK و سادگی در ساخت برنامه‌ها می‌شوند.

3. روش‌ های کد نویسی پایدار

کتابخانه‌هایی مانند “ktlint” سبک‌های کدنویسی و بهترین شیوه‌های سازگار را اعمال می‌کنند تا کیفیت کد و قابلیت نگهداری در تیم‌های توسعه ارتقا یابد.

4. برنامه‌ نویسی واکنشی‌

کتابخانه‌هایی مانند “RxKotlin” با کمک گرفتن از الگوی برنامه‌نویسی Reactive، مدیریت عملیات غیرهمزمان و استریم‌های داده (Data Streams) را در برنامه‌های اندروید ساده می‌کنند.

5. توسعه Cross-Platform

برخی از کتابخانه های کاتلین مانند “Kotlin Coroutines” و “Kotlinx Serialization”، چندپلتفرمی هستند. بنابراین امکان استفاده مجدد از کدها را بین Android، iOS و سایر پلتفرم‌ها فراهم می‌کنند.

6. پشتیبانی توسط جامعه توسعه‌ دهندگان

کاتلین یک Community عظیم و درحال‌رشدی از متخصصان و توسعه‌دهندگان دارد که هرکدام از این افراد، فعالیت زیادی دارند. همچنین این متخصصان، طیف وسیعی از کتابخانه های کاتلین را توسعه داده و نگهداری می‌کند. به‌همین‌دلیل، اکوسیستم غنی‌ای از ابزارها و منابع در اختیار برنامه‎نویسان این زبان قرار دارد.

۱۰ کتابخانه بسیار محبوب زبان کاتلین در سال ۲۰۲۴

در ادامه این بخش، ۱۰ کتابخانه بسیار محبوب کاتلین را معرفی خواهیم کرد که به گفته وب‌سایت GeeksforGeeks، باید در سال ۲۰۲۴ بشناسید.

1. Ktor

Ktor یک فریم‌ورک غیرهمزمان قدرت‌مند است که برای ساختن سیستم‌های متصل (Connected Systems) به‌کار می‌رود. این سیستم‌ها شامل وب‌اپلیکیشن‌ها، سرویس‌های HTTP و غیره می‌شوند. در این سیستم‌ها، اشیا پشت‌سرهم (Serialized Objects) از راه شبکه و با کمک پروتکل HTTP منتقل می‌شوند. Ktor جزو بهترین کتابخانه های کاتلین است که به‌عنوان ابزاری برای ساخت کلاینت‌ها و سرورهای HTTP توصیه می‌شود.

ویژگی‌های کلیدی

• امکان نوشتن کدهای Non-blocking و Asynchronous جهت افزایش همزمانی کدها
• پیروی از معماری ماژولار و پشتیبانی از ادغام و سفارشی کردن ماژول‌های مورد نیاز 
• استفاده از DSL ایمن برای تعریف مسیرها و سادگی در مدیریت درخواست و پاسخ‌های HTTP 
• پشتیبانی از سوکت‌های وب و رویدادهای ارسال‌شده از سرور برای ارائه زمان اجرای بالا و تعاملی کردن وب‌اپلیکیشن‌ها

2. Coroutine

Coroutine به بخش مهمی از کاتلین تبدیل شده است. Coroutine چارچوبی است که برای مدیریت چند رشته به‌صورت غیرهمزمان استفاده می‌شود. توسعه‌دهندگان با کمک این چارچوب، کدهای غیرهمزمان را به‌صورت متوالی می‌نویسند. بنابراین می‌توان با استفاده از Coroutine در کاتلین، وظایف غیرهمزمان مانند ایجاد درخواست‌های شبکه، دسترسی به پایگاه‌های داده و عملیات طولانی UI را ساده کرد. همچنین امکان نوشتن توابعی که بتوانند در صورت لزوم متوقف و از سر گرفته شوند، با Coroutine ممکن است.

ویژگی‌های کلیدی

• به تعلیق درآوردن اجرای عملیات و ازسرگیری کدهای دیگر با استفاده از کلمه کلیدی “await”
• Coroutine اجرا در حلقه رویداد و تضمین ایجاد نظم در برنامه‌ریزی و ازسرگیری چند Coroutine 
• مدیریت کارآمد منابع سخت‌افزاری

3. Room Database

Room توسط کامپوننت معماری Jetpack ارائه شد و از معروف‌ترین کتابخانه های کاتلین در مدیریت فیلدهای پایگاه داده است. Room چیزی جز یک لایه انتزاعی بالای پایگاه داده SQLite نیست. این کتابخانه فرآیند ایجاد جداول را به‌همراه عملیات CRUD دیتابیس ساده می‌کند. 

با استفاده از Room توسعه‌دهندگان می‌توانند در صورت نیاز، به‌راحتی هرگونه تغییر در ساختار پایگاه داده را اعمال کنند؛ ازجمله اضافه کردن یک ستون جدید یا تغییر نوع داده ستون.

ویژگی‌های کلیدی

• امکان تعریف Annotations روی کلاس‌ها و اشیا جاوا/کاتلین و استفاده در دیتابیس SQLite
• انجام بررسی‌های اعتبارسنجی هنگام کامپایل کدها و یافتن خطاهای کوئری در زمان کامپایل 
• سازگاری با RxJava و Coroutine و امکان استفاده از RxJava Observer و Coroutine برای انجام عملیات غیرهمزمان 
• ادغام یک‌پارچه با LiveData و استفاده از راهنمایی‌های LiveData هنگام مشاهده تغییرات در دیتابیس و اطلاع‌رسانی به UI 

4. Koin

Koin کوین یک جایگزین برای Dagger است که وزن سبکی دارد و برای چارچوب‌های Dependency Injection به‌کار می‌رود. Koin از کتابخانه های کاتلین است که وابستگی به دیتابیس و معماری برنامه ندارد؛ بلکه از الگوی Service Locator برای پیاده‌سازی کدها استفاده می‌کند. بنابراین با کمک، مدیریت Dependency Injection  در سراسر اپلیکیشن‌های اندروید ساده می‌شود.

نسخه دیگری از Koin با نام “Koin DSL” وجود دارد که زبان مخصوص دامنه است. با کمک این نسخه، مدیریت وابستگی و پشتیبانی از اندروید و سایر پلتفرم‌ها، مثل JVM و iOS ساده می‌شود.

ویژگی‌های کلیدی:

• تعریف وابستگی‌ها در ماژول‌، پیکربندی و ترکیب آن‌ها با استفاده از سینتکس DSL 
• عدم استفاده از Code Generation و Reflection در زمان اجرای برنامه
• ارائه Constructor Injection و انتقال وابستگی‌ها به آرگومان‌های سازنده 
• پشتیبانی از سبک ماژولار در کدنویسی
• Community قدرت‌مند به‌همراه مستندات غنی و نمونه‌های آماده 

5. Ktor-http-client

ktor-http-client نمونه کوچکی از Ktor و یکی از محبوب‌ترین کتابخانه های کاتلین برای دریافت پاسخ‌های HTTP است. با استفاده از Ktor-http-client، توسعه‌دهندگان می‌توانند درخواست‌های HTTP جاری را به‌صورت غیرهمزمان، با پشتیبانی از امکاناتی مانند تبدیل درخواست، پاسخ و کوکی‌های HTTP ایجاد کنند.

ویژگی‌های کلیدی

• پشتیبانی از بدنه‌های درخواست و پاسخ‌های HTTP ( HTTP Request and Response Bodies)
• تبدیل بدنه‌های HTTP به فرمت‌هایی مانند JSON، XML و سایر فرمت‌های سفارشی 
• مدیریت مخزن اتصال‌ها (Connection Pool) به‌صورت خودکار
• استفاده بهینه از منابع
• بهبود عملکرد با استفاده مجدد از چند Connection برای درخواست‌های متعدد

6. Exposed

Exposed یکی از مشهورترین کتابخانه های کاتلین برای مدیریت SQL است که وزن سبکی دارد و به‌طور معمول برای عملیات مرتبط‌با دیتابیس استفاده می‌شود. هدف از طراحی این کتاب‌خانه، ارائه یک API و استفاده از ویژگی‌های کاتلین بود. در این حالت، توسعه‌دهندگان می‌توانند به‌شکلی مختصرتر و آسان‌تر نسبت‌به سایر روش‌ها، به پایگاه‌های داده دسترسی داشته باشند. 

Exposed به‌شکل مستقیم از DSL برای تعریف اسکیما دیتابیس، کوئری و عملیات در کدهای کاتلین استفاده می‌کند. 

ویژگی‌های کلیدی

• استفاده از مکانیسم ایمنی کاتلین برای اطمینان از امنیت در کوئری‌های پایگاه داده 
• استفاده از کاتلین برای نمایش جداول پایگاه داده، ستون‌ها و نتایج کوئری‌ها
• تعریف اسکیماهای دیتابیس با استفاده از کدهای کاتلین به‌جای دستورات SQL DDL 
• فراخوانی جداول، ستون‌ها و محدودیت‌ها با استفاده از کلاس‌ها و توابع کاتلین
• کتاب‌خانه‌ای منبع باز و دسترسی آزادانه به آن در پلتفرم Github 
• امکان مشارکت توسعه‌دهندگان در پیشرفت Exposed و افزودن ویژگی‌ها و رفع اشکالات توسط آن‌ها
• پشتیبانی از چند پایگاه داده SQL در سمت سرور مانند SQLite، MySQL و H2 

7. Fuel

Fuel یک کتاب‌خانه  HTTP Networking سبک‌وزن برای کاتلین و اندروید است. این کتاب‌خانه کاتلین برای ساده‌سازی فرآیند برقراری ارتباطات بین درخواست‌های HTTP و رسیدگی به پاسخ‌های سرور طراحی شده است. این ارتباطات به‌ روش‌های غیرهمزمان و همزمان صورت می‌گیرند.

Fuel با استفاده از APIهای مختصر و ساده، انجام عملیات HTTP مانند GET، PUT، POST، DELETE و غیره را ممکن کرده است. پشتیبانی این کتاب‌خانه از سفارشی‌سازی APIها، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا ویژگی‌های سفارشی، Interceptors، Serializers و مکانیسم‌های احراز هویت را به برنامه خود اضافه کنند.

ویژگی‌ های کلیدی

• ارائه روشی ساده و کوتاه برای پاسخ‌دهی به درخواست‌های HTTP 
• پشتیبانی از درخواست‌های غیرهمزمان و همزمان HTTP 
• امکان انتخاب بین درخواست‌های غیرهمزمان با استفاده از کوروتین‌های کاتلین یا درخواست‌های همزمان با کمک گرفتن از روش “Blocking Calls”
• تعیین پارامترهای کوئری و هدرها برای درخواست‌های HTTP با استفاده از APIهای سبک و ساده
• پشتیبانی از طیف وسیع روش‌های HTTP مانند GET، POST، PUT، DELETE، PATCH، HEAD و OPTIONS 

8. Arrow

Arrow از کتاب‌خانه‌های استاندارد Haskell الهام گرفته است. این کتاب‌خانه قدرت‌مند کاتلین، مجموعه‌ای از انواع داده‌ها و کلاس‌ها را در اختیار توسعه‌دهندگان قرار می‌دهد. Arrow به متخصصان کاتلین اجازه می‌دهد تا از الگوهای کاربردی در برنامه‌نویسی مانند Monads، تابع‌ها و Applicatives استفاده کنند. برنامه‌نویسی به‌شکل همزمان و غیرهمزمان در این کتابخانه با داده‌هایی از نوع “IO” و “DeferredK” ممکن است.

ویژگی‌های کلیدی

• پشتیبانی از انواع داده‌های کاربردی مانند Option، Either، Try، Validated، State، IO، SequenceK، ListK، NonEmptyList، Tuple و غیره 
• پشتیبانی از ساخت و اجرای مقادیر کلاسی مانند Functor، MonadError، Applicative، Monad، Monoid، Foldable، Traverse، Semigroup، Ord و غیره 
• استفاده از  انواع کتابخانه های کاتلین مانند “Kotlintest” و “arrow-recursion” برای آزمایش کدهای مبتنی‌بر Property

9. Retrofit

Retrofit محبوب‌ترین و پرکاربردترین کتابخانه کلاینت HTTP است که با ایمنی بالا درخواست‌ها را پردازش می‌کند. این کتاب‌خانه برای اندروید و جاوا توسط Square توسعه داده شد. 

Retrofit فرآیند ایجاد درخواست‌های HTTP را ساده می‌کند. بنابراین قدرت بالایی در کاهش کدهای Boilerplate مورد نیاز برای برقراری ارتباط‌های HTTP دارد. Retrofit به‌طور خودکار پاسخ‌های دریافتی از سرور را به کلاس‌های کاتلین یا جاوا تبدیل می‌کند. 

با استفاده از قابلیت “Interceptor”، یک توسعه‌دهنده می‌تواند درخواست‌ها و پاسخ‌های HTTP را رهگیری (]nterceptor) کرده  و تغییر دهد. Retrofit متغیرهای ثابتی را ارائه می‌دهد که برای عملیاتی مانند چاپ درخواست‌ها و پاسخ‌ها در گزارش‌های کنسول به‌کار می‌روند.

ویژگی‌های کلیدی

• ایجاد یک رابط برای تعریف نقاط پایانی HTTP (HTTP Endpoints) 
• امکان تعیین امضاهای متد برای عملیات شبکه RESTful 
• استفاده از مکانیزم‌های حاشیه‌نویسی متداول مانند @GET، @POST، @Path و غیره برای پیکربندی نقاط پایانی API (API Endpoints)، پارامترهای درخواستی و هدرها
• پشتیبانی داخلی و یک‌پارچه از فرمت‌های Serialization محبوب مانند JSON، XML و Form URL-Encoder 
• استفاده از Interceptor در کارهایی مانند ورود به سیستم، احراز هویت و مدیریت خطاها

10. MockK

MockK یکی از کتابخانه های کاتلین است که ماهیت Mocking دارد. این کتاب‌خانه برای ایجاد Stubs و Mocks، از DSL هنگام نوشتن تست‌های واحد (Unit Test) استفاده می‌کند. 

MockK یک سینتکس مختصر برای تعریف رفتار Mock ارائه می‌دهد. بنابراین می‌توان با این کتاب‌خانه، ادغام روان و راحت ماژول‌های برنامه را با محبوب‌ترین فریم‌ورک‌ها مانند JUnit و Spek انجام داد. 

برای تعریف رفتار و عبارات Mock، این کتاب‌خانه از Kotlin DSL استفاده می‌کند. DSL در این بخش، از ویژگی‌های سینتکسی کاتلین مثل Lambda Expressions، Extension Functions و توابع Infix استفاده می‌کند. بنابراین به‌کار بردن APIهای ساده و سریع، برای کار با اشیا Mock بسیار راحت می‌شود.

ویژگی‌های کلیدی

• طراحی‌شده فقط برای کاتلین و استفاده از سینتکس‌های مختصر و سایر ویژگی‌های آن 
• ساده‌ کردن فرآیند نوشتن Test Cases
• امکان ساختن هر نوع Mock با پشتیبانی از کلاس‌ها و رابط‌های Mocking
• امکان فراخوانی متدهای Stubbing روی اشیا Mock، تعیین مقدار بازگشتی و انتظارات برنامه‌نویس هنگام فراخوانی متدها 
• اسناد غنی و دقیق برای شروع به نوشتن Test Cases

آنچه در انواع کتابخانه های کاتلین خواندیم

کتابخانه‌ های کاتلین طیف وسیعی از امکانات برنامه‌نویسی و توسعه اپلیکیشن‌های Kotlin را پوشش می‌دهند؛ از توسعه برنامه‌های موبایل گرفته تا خدمات وب و بک‌اند. استفاده از این کتابخانه‌ها به افزایش کیفیت کدها و بهره‌وری برنامه‌‌نویسان کمک زیادی می‌کند. همان‌طور که محبوبیت کاتلین در حال افزایش است، این کتاب‌خانه‌ها هم می‌توانند در سال ۲۰۲۴ و سال‌های بعد، ضروری و پرتقاضا باقی بمانند.

شما از کدام کتاب‌خانه کاتلین استفاده کردید؟ چه کتاب‌خانه‌ای را در این بهتر از سایر موارد می‌دانید؟ دلیل این انتخاب چیست؟ لطفا دیدگاه خود را در بخش نظرات همین پست با ما و سایر خوانندگان در میان بگذارید.