ES6模块化

1. ES6模块化

（1）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端通用的模块化标准，例如：

  • AMD和CMD适用于浏览器端的JavaScipt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模块化规范就诞生了。

（2）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。

ES6模块化规范中定义：

  • 每个js文件都是一个独立的模块
  • 导入其他模块成员使用import关键字
  • 向外共享模块成员使用export关键字

（3）在node.js中体验ES6模块化

node.js中默认仅支持CommonJS模块化规范，想要基于node.js体验与学习ES6模块化规范，配置步骤如下：

  1. 确保安装了v14.15.1或更高版本的node.jsimg
  2. 在package.json的根节点中添加"type":"module"节点img

（4）ES6模块化的基本语法

ES6模块化主要包含如下3种语法：

  1. 默认导出与默认导入
  2. 按需导出与导入
  3. 直接导入并执行模块中的代码

①默认导出与默认导入

默认导出的语法：export default 默认导出的成员

  • 每个模块中，只允许使用唯一的一次export default，否则会报错

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默认导入的语法：import 接收名称 from '模块标识符'

  • 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
  • 成员名称不能以数字开头

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②按需导出与导入

按需导出的语法：export 按需导出的成员

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按需导入的语法：import { s1 } from '模块标识符'

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  • 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

③直接导入并执行模块中的代码

如果只想单纯的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化代码。

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2. Promise

使用：http://events.jianshu.io/p/c9dd1e4d4e13

（1）回调地狱

如果想让多个一异步任务按照顺序执行

多层回调函数相互嵌套，就形成了回调地狱。

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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

解决回调地狱的问题：Promise

（2）Promise的基本概念

①Promise是一个构造函数。

  • 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

②Promise.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()放，例如p.then()

③.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

（3）基于回调函数按顺序读取文件内容

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（4）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：

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①then-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。

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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。

②then()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。

③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。

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④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。

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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。

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（5）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）。

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（6）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）。

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（7）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
  • 方法接受一个形参fpath，表示要读取的文件的路径
  • 方法的返回值为Promise实例对象

①getFile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。

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②创建具体的异步操作

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。

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③ 获取.then的两个实参

通过.then()指定的成功和失败的回调函数，可以再function的形参中进行接收。

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④ 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。

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3. async/await

详解：https://segmentfault.com/a/1190000015488033

（1）async/await

async/await是ES8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。

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（2）async/await的基本使用

使用async/await简化Promise异步操作的实例代码：

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（3）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

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（4）知乎详细解读

来看一个简单的场景:

//假设有4个异步方法要按顺序调用
new Promise(function(resolve){
    ajaxA("xxxx", ()=> { resolve(); })    
}).then(function(){
    return new Promise(function(resolve){
        ajaxB("xxxx", ()=> { resolve(); })    
    })
}).then(function(){
    return new Promise(function(resolve){
        ajaxC("xxxx", ()=> { resolve(); })    
    })
}).then(function(){
    ajaxD("xxxx");
});

语法上不够简洁, 我们可以稍微改造一下

//将请求改造成一个通用函数
function request(options) {
    //.....
    return new Promise(....); //使用Promise执行请求,并返回Promise对象
}
//于是我们就可以来发送请求了
request("http://xxxxxx")
.then((data)=>{
    //处理data
})

然后我们再来重新改造开头的代码

request("ajaxA")
.then((data)=>{
   //处理data
   return request("ajaxB")
})
.then((data)=>{
   //处理data
   return request("ajaxC")
})
.then((data)=>{
   //处理data
   return request("ajaxD")
})

比起之前有了不小的进步, 但是看上去依然不够简洁

如果我能像使用同步代码那样, 使用Promise就好了

于是, async \ await出现了

async function load(){
    await request("ajaxA");
    await request("ajaxB");
    await request("ajaxC");
    await request("ajaxD");
}

await关键字使用的要求非常简单, 后面调用的函数要返回一个Promise对象
load()这个函数已经不再是普通函数, 它出现了await这样"阻塞式"的操作
因此async关键字在这是不能省略的

到这你已经学会了async和await基本使用方式

下面来简单解释一下它的工作流程

//wait这个单词是等待的意思
async function load(){
    await request("ajaxA");  //那么这里就是在等待ajaxA请求的完成
    await request("ajaxB");
    await request("ajaxC");
    await request("ajaxD");
}

如果后一个请求需要前一个请求的结果怎么办呢?

传统的写法是这样的

request("ajaxA")
.then((data1)=>{
   return request("ajaxB", data1);
})
.then((data2)=>{
   return request("ajaxC", data2)
})
.then((data3)=>{
   return request("ajaxD", data3)
})

而使用async/await是这样的

async function load(){
    let data1 = await request("ajaxA");  
    let data2 = await request("ajaxB", data1);
    let data3 = await request("ajaxC", data2);
    let data4 = await request("ajaxD", data3);
    //await不仅等待Promise完成, 而且还拿到了resolve方法的参数
}

注意当一个函数被async修饰以后, 它的返回值会被自动处理成Promise对象

关于异常处理

async function load(){
    //请求失败后的处理, 可以使用try-catch来进行
    try{
        let data1 = await request("ajaxA");  
        let data2 = await request("ajaxB", data1);
        let data3 = await request("ajaxC", data2);
    } catch(e){
        //......
    }
}

4. EventLoop

（1）JavaScript是单线程的语言

JavaScript是一门单线程执行的编程语言，即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。

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（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：

①同步任务：

  • 也叫做非耗时任务，指的是在主线程上排队执行的那些任务
  • 只有一个任务执行完毕，才能执行后一个任务

②异步任务：

  • 也叫做耗时任务，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

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  1. 同步任务由JavaScript主线程次序执行
  2. 异步任务委托给宿主环境执行
  3. 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
  4. 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
  5. JavaScript主线程不断重复上面的前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）。

（5）综合EventLoop分析输出的顺序

img

img

5. 宏任务和微任务

（1）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
  • 其他宏任务

②微任务（microtask）：

  • Promise.then、.catch和.finally
  • process.nextTick
  • 其他微任务

img

（2）宏任务和微任务的执行顺序

img

  • 每一个宏任务执行完之后，都会检查是否在待执行的微任务
  • 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

去银行办业务的场景

img

（3）分析代码输出的顺序

img

正确的输出顺序是：2431

分析：

  1. 先执行所有的同步任务：24
  2. 再执行微任务：3
  3. 再执行下一个宏任务：1

img

正确的输出顺序是：156234789

分析：

  1. 先执行所有的同步任务：15
  2. 再执行微任务：6
  3. 再执行下一个宏任务：2 ->同步任务3->微任务4
  4. 再执行下一个宏任务：7 ->同步任务8->微任务9

6. 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：

  • 第三方包express和mysql2
  • ES6模块化
  • Promise
  • async/await

（2）主要的实现步骤

  1. 搭建项目的基本结构
  2. 创建基本的服务器
  3. 创建db数据库操作模块
  4. 创建user_ctrl业务模块
  5. 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

// 使用ES6的默认导入语法
import express from "express"
 
const app = express()
 
app.listen(80, () => {
    console.log('serve running at http://127.0.0.1');
})

（5）创建db数据库操作模块

import mysql from 'mysql2'
 
const pool = mysql.createPool({
    host: '127.0.0.1',
    port: 3306,
    // 要操作的数据库名称
    database: 'my_db_01',
    // 登录数据库的用户名
    user: 'root',
    // 登录数据库的密码
    password: 'admin123'
})
 
// 默认导出一个支持Promise API的pool
export default pool.promise()

（6）创建user_ctrl模块

import db from '../db/index.js'
 
// 获取所有用户的列表数据
export async function getAllUser(req, res) {
    // db.query()函数返回值是Promise的实例对象，因此可以使用async/await进行简化
    const [rows] = await db.query('select id, username, nickname from ev_users')
    res.send({
        status: 0,
        message: '获取用户列表数据成功！',
        data: rows
    })
}

（7）创建user_router路由模块

import express from "express"
// 从user_ctrl.js中按需导入getAllUser函数
import { getAllUser } from "../controller/user_ctrl.js"
 
// 创建路由对象
const router = new express.Router()
// 挂载路由规则
router.get('/user', getAllUser)
 
// 使用ES6的默认导出语法，将路由对象共享出去
export default router

（8）导入并挂载路由模块

// 使用ES6的默认导入语法
import express from "express"
import userRouter from './router/user_router.js'
 
const app = express()
app.use('/api', userRouter)
 
app.listen(80, () => {
    console.log('serve running at http://127.0.0.1');
})

img

（9）使用try...catch捕获异常

import db from '../db/index.js'
 
// 获取所有用户的列表数据
export async function getAllUser(req, res) {
    // db.query()函数返回值是Promise的实例对象，因此可以使用async/await进行简化
    // 使用try...catch捕获Promise异步任务中产生的异常错误，并在catch块中进行处理
    try {
        // ev_users表中如果没有xxx字段，所以SQL语句会执行异常
        const [rows] = await db.query('select id, username, nickname, xxx from ev_users')
        res.send({
            status: 0,
            message: '获取用户列表数据成功！',
            data: rows
        })
    } catch(e) {
        res.send({
            status: 1,
            message: '获取用户列表数据失败！',
            data: e.message
        })
    }
}

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