La programmation réactive est mise en place de plus en plus fréquemment dans le monde des entreprises. Il s’agit d’un paradigme de programmation qui repose sur l’émission de données à partir d’une source unique ou de plusieurs sources. Le concept n’est pas toujours saisi clairement et son importance est sous-estimée. Voici en quoi consiste la programmation réactive.
Le patron de conception observateur
La programmation réactive a été créée à partir du patron de conception observateur dont il fallait corriger les défauts. Le patron observateur est l’un des patrons comportementaux développés à partir de l’ouvrage écrit par le Gang of Four, intitulé Design Patterns- Elements of Reusable Object-Oriented Software, ouvrage qui fait maintenant autorité.
Les experts utilisent ce patron de conception pour la conception des machines à états. Une machine à état est un système dynamique qui fonctionne par cycles. Dans ce système, un événement externe crée une transition entre l’état courant et un autre état. La machine ne peut se situer que dans un seul état à la fois. L’ordre dans lequel les transitions s’effectuent est défini à l’intérieur d’un registre d’états.
Les variables dans lesquelles les données sont sauvegardées doivent être visibles pour n’importe quel observateur. Il en résulte un code qui n’est pas suffisamment composable. Une approche a été développée pour mettre en place des applications réactives afin de séparer les producteurs d’événements et les consommateurs d’événements. Il s’agit donc de séparer l’observable de l’observateur.
Une programmation de plus en plus nécessaire
On fait de plus en plus appel à la programmation réactive à l’intérieur des entreprises. La plupart des applications modernes sont réactives, c’est-à-dire qu’elles répondent à des événements qui leur parviennent et y réagissent par des calculs. Les utilisateurs améliorent ainsi leur relation avec le système et interagissent mieux avec lui. Il est possible d’obtenir de meilleures réponses de manière plus rapide.
La programmation réactive repose sur l’émission de données depuis une ou plusieurs sources. Toutes les données sans exception sont traitées à travers un flux. Le flux représente de la donnée qui arrive de manière ordonnée. Le flux émet trois types de signaux. Il émet une valeur, mais aussi une erreur. Il émet enfin le signal qui indique qu’il n’y a plus de données à envoyer.
Les entreprises et les organismes mettent en place ce type de réactivité à tous les niveaux. On la rencontre en particulier dans les interfaces graphiques. Les applications modernes ont plusieurs qualités indispensables. Leur grande disponibilité est appréciée. Elles répondent en effet rapidement à n’importe quel événement.
Les applications réactives sont également de plus en plus résilientes à mesure qu’elles se développent. Le système reste disponible, même lorsqu'une erreur survient. Même s’il est surchargé, le système n’est pas détruit. La programmation réactive répond donc à la plupart des exigences modernes.
Des expressions correctes
Dans la programmation réactive, chacune des variables est initialisée au moment de l’analyse des expressions. Chaque dépendance entre les variables est enregistrée. Quand l’une de ces variables est touchée par un événement, donc qu’elle subit une mise à jour, les autres variables qui en sont dépendantes subissent également une mise à jour. À partir de chaque mise à jour, d’autres mises à jour peuvent être déclenchées avec d’autres variables auxquelles elles sont liées.
La programmation réactive procède de manière à ce que chaque expression soit correcte à tout moment.
Les concepts de la programmation réactive
Pour bien cerner le fonctionnement de la programmation réactive, il est nécessaire de connaître les principaux concepts auxquels elle réfère.
En programmation réactive, il est souvent question des variations des valeurs dans le temps. Par ce concept, on entend qu’à n’importe quel instant de l’exécution du programme, chaque expression du programme doit rester correcte. Les valeurs des variables évoluent dans le temps à mesure que le programme s’exécute.
Un autre concept important en programmation réactive est le flot d’événements. C’est ce concept qui veut que lorsqu’une variable change de valeur, les variables qui en dépendent subissent aussi une mise à jour. Un événement/message est alors mis en place. Tous les événements susceptibles de se produire doivent être pris en compte dans ce type de programmation.
Les suivis des dépendances font aussi partie des concepts utilisés en programmation réactive. Toutes les dépendances entre les variables, qu’elles soient directes ou indirectes, doivent être suivies. Une nouvelle dépendance peut apparaître. Elle doit alors être sauvegardée. Par la suite, elle pourra propager des mises à jour de valeurs.
Quant au concept de propagation automatique du changement, il veut que lorsqu’une variable est mise à jour, toutes les autres variables dépendantes sont informées, et subissent aussi une mise à jour. Il faut que la propagation des mises à jour se poursuive automatiquement pour que toutes les variables soient ainsi mises à jour, qu’elles soient directement ou indirectement dépendantes.
Avantages et inconvénients
Avantages
La programmation réactive est de plus en plus utilisée pour ses nombreux avantages. Elle permet notamment d’éviter les bugs, puisque les défauts de fonctionnement causés par un problème de conception ne peuvent plus apparaître à cause de l’oubli de la mise à jour d’une variable. Le temps qui est gagné au moment de l’exécution est considérable et permet de se concentrer sur d’autres tâches.
De plus, sur le plan des applications, plusieurs d’entre elles sont beaucoup plus simples à écrire en programmation réactive. Le travail s’en trouve donc simplifié. Le programmeur n’a pas non plus à se préoccuper de l’ordre de déclenchement des événements.
Inconvénients
Les programmeurs notent cependant qu’il reste des points à améliorer en programmation réactive. Pour le moment, elle demeure difficile à mettre en place. De plus, comme ce type de programmation est asynchrone, les flux peuvent être difficiles à suivre et il n’est pas toujours aisé de les comprendre. Le compilateur est aussi difficile à déchiffrer. La programmation réactive devra donc corriger ces problèmes à l’avenir.
Le compilateur présente une difficulté majeure. Pour chaque variable, il faut assigner une liste des variables qui en dépendent. Il faut donc rechercher les dépendances et effectuer de nouveaux calculs relatifs à la modification que la variable a subie.
Les langages de la programmation réactive
On classe les langages de la programmation réactive dans les langages orientés flots de contrôle. Parmi ces langages, on trouve RxJava, RxJS, Rx.Net, RxScala et RxSwift.
RxJS, par exemple, est l’implémentation JavaScript de ReactiveX, un projet qui vise à mettre en place les outils nécessaires pour que le paradigme réactif soit disponible dans plusieurs langages. Ces outils se présentent sous forme de bibliothèque.
ReactiveX offre un flux de données basé sur l’observable et sur l’observateur. L’observable est la source d’émission des données elle-même. Il émet des données aussitôt qu’un suscriber se met à l’écoute. L’émission de données se termine par un signal indiquant le succès ou une erreur dans l’émission. Quant au suscriber, ou observateur, c’est lui qui écoute l’observable et récupère l’émission de données.
ReactiveX fournit une liste d’opérateurs. Ils permettent d’affiner considérablement le flux de données. Avec l’aide de ces opérateurs, il devient possible entre autres d’enchaîner des actions les unes à la suite des autres et de filtrer les résultats en fonction de différentes conditions. Parmi les principaux opérateurs, mentionnons Map et flatMap. Tous deux ont fait leurs preuves.
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