تفاوت کتاب‌خانه (library) و فریم‌ورک (framework) در چیست؟

در فرآیند توسعه نرم‌افزار، یکی از مفاهیم مهمی که باید درک شود، تفاوت میان کتاب‌خانه (Library) و فریم‌ورک (Framework) است. بسیاری از برنامه‌نویسان در ابتدای مسیر خود ممکن است این دو مفهوم را به‌اشتباه یکسان در نظر بگیرند. در حالی که تفاوت‌های بنیادینی میان آن‌ها وجود دارد که به‌ویژه در مدیریت جریان کنترل برنامه و تعامل با کدها نمود پیدا می‌کند.

در ادامه خواهید خواند:

• تفاوت کتاب‌خانه و فریم‌ورک
• نقش وارونگی کنترل (Inversion of Control)
• تفاوت فریم‌ورک و کتاب‌خانه با یک مثال ساده و کاربردی
• ویژگی‌های کتاب‌خانه
• ویژگی‌های فریم‌ورک
• نقش API در توسعه نرم‌افزار
• جمع بندی

تفاوت کتاب‌خانه و فریم‌ورک

یکی از اصلی‌ترین تفاوت‌هایی که میان کتاب‌خانه (Library) و فریم‌ورک (Framework) وجود دارد، در نقش آن‌ها در کنترل جریان اجرای برنامه است، اما در عمل، تفاوت‌های آن‌ها فراتر از این یک نکته است و شامل نوع استفاده، میزان وابستگی و نحوه تعامل با آن‌ها در پروژه می‌شود.

کتاب‌خانه چیست؟

کتاب‌خانه یک مجموعه از توابع، کلاس‌ها و ابزارهای از پیش نوشته‌شده است که برای انجام یک‌سری کار مشخص طراحی شده‌اند. زمانی که از کتاب‌خانه استفاده می‌کنید:

• شما تصمیم می‌گیرید که چه زمانی و چگونه آن را صدا بزنید.
• کتاب‌خانه هیچ دخالتی در ساختار کلی برنامه شما ندارد.
• معمولاً برای انجام وظایف خاص استفاده می‌شود؛ مثل کار با تاریخ، محاسبات ریاضی، یا ارسال درخواست HTTP.

به‌عنوان مثال، اگر شما به کتاب‌خانه‌ای برای ارسال ایمیل نیاز دارید، فقط کافی است تابع موردنظر را در محل مناسب از کد خود فراخوانی کنید.

فریم‌ورک چیست؟

فریم‌ورک یک چارچوب یا اسکلت کلی برای ساخت نرم‌افزار است. برخلاف کتاب‌خانه، فریم‌ورک:

• کنترل ساختار و جریان کلی برنامه را در دست دارد.
• شما نمی‌توانید به دلخواه از بخش‌های آن استفاده کنید، بلکه باید برنامه خود را مطابق با ساختار و قواعد آن بنویسید.
• به جای اینکه شما آن را فراخوانی کنید، فریم‌ورک است که کدهای شما را در زمان مناسب اجرا می‌کند (مفهوم وارونگی کنترل یا IoC).

فریم‌ورک، مانند یک الگوی آماده برای ساختن ساختمان است. چارچوب‌ها، قوانین و راه‌روهایی از پیش تعریف‌شده دارند. شما فقط جای خالی‌های مشخصی را با کدهای خود پر می‌کنید. این کار توسعه را سریع‌تر، اما در عین حال با محدودیت‌های مشخص همراه می‌کند.

مقایسه فریم‌ورک‌های Django و Flask
فریم‌ورک‌های Django و Flask

نقش وارونگی کنترل (Inversion of Control)

برای درک تفاوت بنیادین بین فریم‌ورک و کتاب‌خانه، باید ابتدا با مفهومی مهم به نام وارونگی کنترل یا Inversion of Control (IoC) آشنا شوید. این مفهوم، در واقع بیانگر نحوه‌ی کنترل جریان اجرای برنامه در تعامل با کدهای از پیش‌ساخته‌شده است.

در کتاب‌خانه، کنترل با شماست

زمانی که شما از یک کتاب‌خانه در پروژه‌تان استفاده می‌کنید، تمام جریان اجرای برنامه در اختیار شما قرار دارد. در این حالت، شما تعیین می‌کنید.

• چه موقع یک تابع یا متد از کتاب‌خانه فراخوانی شود؛
• در کدام بخش از برنامه از قابلیت‌های آن استفاده کنید؛
• و چگونه رفتارهای کتاب‌خانه را در کنار سایر اجزای برنامه مدیریت کنید.

به بیان ساده‌تر، کتاب‌خانه یک ابزار در دست شماست. مثل یک جعبه‌ابزار که در هر لحظه می‌توانید ابزار مناسب را از آن بردارید و استفاده کنید. هیچ‌چیز در ساختار برنامه‌ی شما وابسته یا تابع کتاب‌خانه نیست. این نوع کنترل، به شما انعطاف‌پذیری بیشتری می‌دهد اما در عوض، مسئولیت مدیریت جریان اجرای برنامه کاملاً به عهده‌ی خودتان است.

در فریم‌ورک، کنترل با سیستم است

در مقابل، فریم‌ورک‌ها با رویکردی متفاوت عمل می‌کنند. زمانی که پروژه‌ای را بر پایه‌ی یک فریم‌ورک توسعه می‌دهید، این فریم‌ورک است که چارچوب کلی برنامه را مشخص می‌کند و شما تنها در نقاط خاصی اجازه دارید کد اختصاصی خود را بنویسید.

اینجاست که مفهوم وارونگی کنترل معنا پیدا می‌کند. برخلاف کتاب‌خانه که شما آن را صدا می‌زنید، در فریم‌ورک، این فریم‌ورک است که شما را صدا می‌زند. این یعنی شما فقط بخش‌هایی از منطق را پیاده‌سازی می‌کنید و بقیه‌ی فرآیند، توسط فریم‌ورک کنترل می‌شود.

چرا وارونگی کنترل مهم است؟

در یک پروژه نرم‌افزاری، مدیریت جریان اجرای برنامه، پیکربندی مسیرها، مدیریت رویدادها، و زمان‌بندی اجرای توابع از اهمیت بالایی برخوردار است. در کتاب‌خانه‌ها، این بار روی دوش شماست؛ ولی فریم‌ورک‌ها این وظیفه را از دوش توسعه‌دهنده برمی‌دارند و از طریق وارونگی کنترل، جریان را مدیریت می‌کنند.

مزایای این رویکرد شامل موارد زیر است:

• افزایش سرعت توسعه: چون ساختار از پیش آماده است و نیازی به طراحی صفر تا صد اسکلت برنامه نیست.
• کاهش خطاهای ساختاری: چون توسعه‌دهنده تنها در نقاط از پیش تعریف‌شده وارد کدنویسی می‌شود.
• بهبود خوانایی و استانداردسازی کد: چون همه‌چیز طبق قواعد مشخص فریم‌ورک جلو می‌رود.

البته باید توجه داشت که وارونگی کنترل ممکن است در ابتدا برای برنامه‌نویسان تازه‌کار محدودکننده به نظر برسد. چرا که احساس می‌کنند کنترل برنامه از دست آن‌ها خارج شده؛ اما با گذشت زمان، متوجه خواهند شد که این الگو، باعث ساخت برنامه‌هایی پایدارتر و قابل نگهداری‌تر می‌شود.

اپلیکیشن‌های Flask را سریع، امن و بدون پیچیدگی روی هاست مخصوص اجرا کنید.
✅ سازگار با فریم‌ورک Flask و محیط WSGI✅ دیپلوی آسان با Git یا CLI✅ منابع اختصاصی و عملکرد بهینه
خرید و راه‌اندازس هاست Flask

تفاوت فریم‌ورک و کتاب‌خانه با یک مثال ساده و کاربردی

فرض کنید قرار است یک خودرو بسازید. اگر فقط به شما مجموعه‌ای از قطعات مجزا مثل موتور، فرمان، چرخ، باتری و غیره داده شود، شما باید تصمیم بگیرید که این قطعات را چطور کنار هم بچینید، چگونه سیم‌کشی‌ها را انجام دهید و سیستم تعلیق را طراحی کنید. این یعنی کنترل کامل فرایند در دست شماست. در این سناریو، ابزارهایی در اختیار دارید که ساخت ماشین را برایتان ساده‌تر می‌کنند، اما مسئولیت هماهنگ‌سازی همه‌چیز با شماست.

این دقیقاً همان کاری است که کتاب‌خانه‌ها (Libraries) در توسعه نرم‌افزار انجام می‌دهند. آن‌ها مجموعه‌ای از توابع، کلاس‌ها یا ماژول‌ها هستند که برای انجام کارهای خاص طراحی شده‌اند. شما آن‌ها را در کد خود فراخوانی می‌کنید و تعیین می‌کنید که در کجا و چه زمانی از آن‌ها استفاده شود. قدرت و انعطاف زیادی در اختیارتان قرار می‌گیرد، اما مدیریت همه‌چیز بر عهده شماست.

در مقابل، حالا تصور کنید وارد یک کارخانه تولید خودرو می‌شوید که خطوط مونتاژ از پیش طراحی شده‌اند. فرآیندها تعریف شده‌اند و شما فقط باید تصمیم بگیرید چه ویژگی‌هایی را می‌خواهید به خودرو اضافه کنید؛ مثلاً رنگ، نوع سیستم صوتی یا مدل رینگ‌ها. در این حالت، فریم‌ورک (Framework) وارد ماجرا می‌شود.

فریم‌ورک‌ها مانند همان خط تولید خودکار عمل می‌کنند. آن‌ها ساختار کلی برنامه را از پیش تعیین می‌کنند و شما در قسمت‌هایی که اجازه دارید، کدتان را اضافه می‌کنید. کنترل اصلی جریان برنامه در اختیار فریم‌ورک است، نه شما. این موضوع یکی از تفاوت‌های کلیدی به‌نام “وارونگی کنترل” (Inversion of Control) را نشان می‌دهد: به‌جای اینکه شما کد کتاب‌خانه را صدا بزنید، فریم‌ورک است که در زمان مشخص، کد شما را اجرا می‌کند.

ویژگی‌های کتاب‌خانه

• قابل استفاده در هر بخش از برنامه و توسط برنامه‌نویس کنترل می‌شود.
• فقط مجموعه‌ای از توابع و کلاس‌هاست که برای ساده‌سازی کارها به‌کار می‌روند.
• عملکرد متمرکز و اختصاصی در یک حوزه خاص دارد (مثلاً محاسبات ریاضی یا پردازش تصویر).
• نیاز به ادغام سایر کتاب‌خانه‌ها برای توسعه جامع‌تر برنامه دارد.
• مثال: کتاب‌خانه‌های ریاضی که توابع آماده برای محاسبات ارائه می‌دهند.

ویژگی‌های فریم‌ورک

• ساختار و جریان کلی برنامه را مشخص می‌کند.
• دارای نقاط ورودی خاصی برای اتصال کدهای توسعه‌دهنده است.
• پیچیده‌تر از کتاب‌خانه است و معمولاً شامل ابزارهای متعددی برای توسعه، تست و پیکربندی برنامه است.
• برنامه‌نویس در اسکلت کلی تعریف‌شده توسط فریم‌ورک عمل می‌کند.
• تمرکز اصلی روی سرعت توسعه و کاهش نیاز به طراحی ساختار از صفر است.

آموزش توسعه‌ی GraphQL API با فریم‌ورک Laravel
توسعه‌ی GraphQL API با فریم‌ورک Laravel

نقش API در توسعه نرم‌افزار

چه در استفاده از کتاب‌خانه و چه در استفاده از فریم‌ورک، رابط برنامه‌نویسی کاربردی (API) نقش پل ارتباطی را بازی می‌کند. APIها مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها و قراردادهایی هستند که مشخص می‌کنند چگونه اجزای مختلف یک نرم‌افزار می‌توانند با هم در ارتباط باشند.

در یک روند توسعه معمولی، معماری برنامه با استفاده از یک فریم‌ورک شکل می‌گیرد، سپس عملکردهای خاص توسط کتاب‌خانه‌ها تأمین می‌شوند و از طریق API، این اجزا با هم ترکیب شده و اپلیکیشن نهایی ساخته می‌شود.

جمع بندی

در یک نگاه کلی، کتاب‌خانه‌ها ابزارهایی برای حل مسائل خاص هستند که در صورت نیاز می‌توان از آن‌ها استفاده کرد. در حالی که فریم‌ورک‌ها ساختار کلی برنامه را تعیین می‌کنند و توسعه‌دهنده در قالبی از پیش‌تعریف‌شده، ویژگی‌های مدنظر خود را پیاده‌سازی می‌کند.

مهم‌ترین تفاوت آن‌ها در مسئله «کنترل» نهفته است: کتاب‌خانه تحت کنترل شماست، ولی فریم‌ورک شما را تحت کنترل خود قرار می‌دهد. شناخت این تفاوت‌ها به شما کمک می‌کند تا هنگام انتخاب ابزار مناسب برای توسعه نرم‌افزار، تصمیم‌گیری دقیق‌تری داشته باشید.

منبع: https://dev.to/iamdejean/library-vs-framework-what-is-the-difference-5ehi