ES6模块化与异步编程高级用法
ES6 模块化
1.回顾:node.js 中如何实现模块化
node.js 遵循了 CommonJS 的模块化规范。其中:
- 导入其它模块使用 require() 方法
- 模块对外共享成员使用 module.exports 对象
模块化的好处:
大家都遵守同样的模块化规范写代码,降低了沟通的成本,极大方便了各个模块之间的相互调用,利人利己。
2.前端模块化规范的分类
在 ES6 模块化规范诞生之前,JavaScript 社区已经尝试并提出了 AMD、CMD、CommonJS 等模块化规范。
但是,这些由社区提出的模块化标准,还是存在一定的差异性与局限性、并不是浏览器与服务器通用的模块化标准,例如:
- AMD 和 CMD 适用于浏览器端的 Javascript 模块化
- CommonJS 适用于服务器端的 Javascript 模块化
太多的模块化规范给开发者增加了学习的难度与开发的成本。因此,大一统的 ES6 模块化规范诞生了!
3.什么是 ES6 模块化规范
ES6 模块化规范是浏览器端与服务器端通用的模块化开发规范。它的出现极大的降低了前端开发者的模块化学习成本,开发者不需再额外学习 AMD、CMD 或 CommonJS 等模块化规范。
ES6 模块化规范中定义:
- 每个 js 文件都是一个独立的模块
- 导入其它模块成员使用 import 关键字
- 向外共享模块成员使用 export 关键字
4.在 node.js 中体验 ES6 模块化
node.js 中默认仅支持 CommonJS 模块化规范,若想基于 node.js 体验与学习 ES6 的模块化语法,可以按照
如下两个步骤进行配置:
- 确保安装了 v14.15.1 或更高版本的 node.js
- 在 package.json 的根节点中添加 “type”: “module” 节点
npm init
可以初始化一个package.json,npm是node.js的包管理器。而node.js Node.js是JavaScript的一种运行环境 node.js是对Google V8引擎进行的封装。
5.ES6 模块化的基本语法
ES6 的模块化主要包含如下 3 种用法:
- 默认导出与默认导入
- 按需导出与按需导入
- 直接导入并执行模块中的代码
默认导出与默认导入
默认导出
默认导出的语法: export default 默认导出的成员
默认导入
默认导入的语法: import 接收名称 from ‘模块标识符’
默认导出的注意事项
每个模块中,只允许使用唯一的一次 export default,否则会报错!
默认导入的注意事项
默认导入时的接收名称可以任意名称,只要是合法的成员名称即可:
按需导出与按需导入
按需导出
按需导出的语法: export 按需导出的成员
按需导入
按需导入的语法: import { s1 } from '模块标识符'
按需导出与按需导入的注意事项
- 每个模块中可以使用多次按需导出
- 按需导入的成员名称必须和按需导出的名称保持一致
- 按需导入时,可以使用 as 关键字进行重命名
- 按需导入可以和默认导入一起使用
直接导入并执行模块中的代码
如果只想单纯地执行某个模块中的代码,并不需要得到模块中向外共享的成员。此时,可以直接导入并执行模块代码,示例代码如下:
Promise
1.回调地狱
多层回调函数的相互嵌套,就形成了回调地狱。示例代码如下:
回调地狱的缺点:
- 代码耦合性太强,牵一发而动全身,难以维护
- 大量冗余的代码相互嵌套,代码的可读性变差
如何解决回调地狱的问题
为了解决回调地狱的问题,ES6(ECMAScript 2015)中新增了 Promise 的概念。
Promise 的基本概念
- Promise 是一个构造函数
-我们可以创建 Promise 的实例const p = new Promise()
- new 出来的 Promise 实例对象,代表一个异步操作
Promise.prototype
上包含一个.then()
方法- 每一次
new Promise()
构造函数得到的实例对象, - 都可以通过原型链的方式访问到
.then()
方法,例如p.then()
- 每一次
.then()
方法用来预先指定成功和失败的回调函数- p.then(成功的回调函数,失败的回调函数)
p.then(result => { }, error => { })
- 调用
.then()
方法时,成功的回调函数是必选的、失败的回调函数是可选的
基于回调函数按顺序读取文件内容
基于 then-fs 读取文件内容
由于 node.js 官方提供的 fs 模块仅支持以回调函数的方式读取文件,不支持 Promise 的调用方式。因此,需要先运行如下的命令,安装 then-fs 这个第三方包,从而支持我们基于 Promise 的方式读取文件的内容:
then-fs 的基本使用
调用 then-fs 提供的 readFile() 方法,可以异步地读取文件的内容,它的返回值是 Promise 的实例对象。因此可以调用 .then() 方法为每个 Promise 异步操作指定成功和失败之后的回调函数。示例代码如下:
注意:上述的代码无法保证文件的读取顺序,需要做进一步的改进!
then() 方法的特性
如果上一个 .then() 方法中返回了一个新的 Promise 实例对象,则可以通过下一个 .then() 继续进行处理。通过 .then() 方法的链式调用,就解决了回调地狱的问题。
基于 Promise 按顺序读取文件的内容
Promise 支持链式调用,从而来解决回调地狱的问题。示例代码如下:
通过 .catch 捕获错误
在 Promise 的链式操作中如果发生了错误,可以使用 Promise.prototype.catch
方法进行捕获和处理:
如果不希望前面的错误导致后续的 .then 无法正常执行,则可以将 .catch 的调用提前,示例代码如下:
Promise.all() 方法
Promise.all()
方法会发起并行的 Promise 异步操作,等所有的异步操作全部结束后才会执行下一步的 .then操作(等待机制)。示例代码如下:
注意:数组中 Promise 实例的顺序,就是最终结果的顺序!
Promise.race() 方法
Promise.race()
方法会发起并行的 Promise 异步操作,只要任何一个异步操作完成,就立即执行下一步的.then
操作(赛跑机制)。示例代码如下:
基于 Promise 封装读文件的方法
方法的封装要求:
- 方法的名称要定义为 getFile
- 方法接收一个形参 fpath,表示要读取的文件的路径
- 方法的返回值为 Promise 实例对象
getFile 方法的基本定义
注意:第 5 行代码中的 new Promise() 只是创建了一个形式上的异步操作。
创建具体的异步操作
如果想要创建具体的异步操作,则需要在 new Promise()
构造函数期间,传递一个 function 函数,将具体的异步操作定义到 function 函数内部。示例代码如下:
获取 .then 的两个实参
通过 .then() 指定的成功和失败的回调函数,可以在 function 的形参中进行接收,示例代码如下:
调用 resolve 和 reject 回调函数
Promise 异步操作的结果,可以调用 resolve 或 reject 回调函数进行处理。示例代码如下:
async/await
1. 什么是 async/await
async/await 是 ES8(ECMAScript 2017)引入的新语法,用来简化 Promise 异步操作。在 async/await 出现之前,开发者只能通过链式 .then() 的方式处理 Promise 异步操作。示例代码如下:
.then 链式调用的优点:解决了回调地狱的问题
.then 链式调用的缺点:代码冗余、阅读性差、不易理解
2. async/await 的基本使用
使用 async/await 简化 Promise 异步操作的示例代码如下:
- async/await 的使用注意事项
① 如果在 function 中使用了 await,则 function 必须被 async 修饰
② 在 async 方法中,第一个 await 之前的代码会同步执行,await 之后的代码会异步执行
EventLoop
1. JavaScript 是单线程的语言
JavaScript 是一门单线程执行的编程语言。也就是说,同一时间只能做一件事情。
单线程执行任务队列的问题:
如果前一个任务非常耗时,则后续的任务就不得不一直等待,从而导致程序假死的问题。
2. 同步任务和异步任务
为了防止某个耗时任务导致程序假死的问题,JavaScript 把待执行的任务分为了两类:
同步任务(synchronous)
- 又叫做非耗时任务,指的是在主线程上排队执行的那些任务
- 只有前一个任务执行完毕,才能执行后一个任务
异步任务(asynchronous)
- 又叫做耗时任务,异步任务由 JavaScript 委托给宿主环境进行执行
- 当异步任务执行完成后,会通知 JavaScript 主线程执行异步任务的回调函数
3. 同步任务和异步任务的执行过程
- 同步任务由 JavaScript 主线程次序执行
- 异步任务委托给宿主环境执行
- 已完成的异步任务对应的回调函数,会被加入到任务队列中等待执行
- JavaScript 主线程的执行栈被清空后,会读取任务队列中的回调函数,次序执行
- JavaScript 主线程不断重复上面的第 4 步
4. EventLoop 的基本概念
JavaScript 主线程从“任务队列”中读取异步任务的回调函数,放到执行栈中依次执行。这个过程是循环不断的,所以整个的这种运行机制又称为 EventLoop(事件循环)。
结合 EventLoop 分析输出的顺序
正确的输出结果:ADCB。其中:
- A 和 D 属于同步任务。会根据代码的先后顺序依次被执行
- C 和 B 属于异步任务。它们的回调函数会被加入到任务队列中,等待主线程空闲时再执行
宏任务和微任务
1. 什么是宏任务和微任务
JavaScript 把异步任务又做了进一步的划分,异步任务又分为两类,分别是:
① 宏任务(macrotask)
- 异步 Ajax 请求、
- setTimeout、setInterval、
- 文件操作
- 其它宏任务
② 微任务(microtask)
- Promise.then、.catch 和 .finally
- process.nextTick
- 其它微任务
2. 宏任务和微任务的执行顺序
每一个宏任务执行完之后,都会检查是否存在待执行的微任务,如果有,则执行完所有微任务之后,再继续执行下一个宏任务。
3. 去银行办业务的场景
① 小云和小腾去银行办业务。首先,需要取号之后进行排队
- 宏任务队列
② 假设当前银行网点只有一个柜员,小云在办理存款业务时,小腾只能等待
- 单线程,宏任务按次序执行
③ 小云办完存款业务后,柜员询问他是否还想办理其它业务?
- 当前宏任务执行完,检查是否有微任务
④ 小云告诉柜员:想要买理财产品、再办个信用卡、最后再兑换点马年纪念币?
- 执行微任务,后续宏任务被推迟
⑤ 小云离开柜台后,柜员开始为小腾办理业务
- 所有微任务执行完毕,开始执行下一个宏任务
4. 分析以下代码输出的顺序
正确的输出顺序是:2431
分析:
① 先执行所有的同步任务
- 执行第 6 行、第 12 行代码
② 再执行微任务
- 执行第 9 行代码
③ 再执行下一个宏任务
- 执行第 2 行代码
5. 经典面试题
请分析以下代码输出的顺序(代码较长,截取成了左中右 3 个部分) :
正确的输出顺序是:156234789
API 接口案例
1. 案例需求
基于 MySQL 数据库 + Express 对外提供用户列表的 API 接口服务。用到的技术点如下:
- 第三方包 express 和 mysql2
- ES6 模块化
- Promise
- async/await
2. 主要的实现步骤
- 搭建项目的基本结构
- 创建基本的服务器
- 创建 db 数据库操作模块
- 创建 user_ctrl 业务模块
- 创建 user_router 路由模块
3. 搭建项目的基本结构
① 启用 ES6 模块化支持
- 在 package.json 中声明 “type”: “module”
② 安装第三方依赖包
- 运行 npm install express@4.17.1 mysql2@2.2.5
4. 创建基本的服务器
5. 创建 db 数据库操作模块
6. 创建 user_ctrl 模块
7. 创建 user_router 模块
8. 导入并挂载路由模块
9. 使用 try…catch 捕获异常
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