ES6模块化与异步编程高级用法

ES6 模块化

使用es6模块化

快速初始化 package.json 文件
确保安装了 v14.15.1 或更高版本的 node.js

在终端中 npm init -y
在 package.json 的根节点中添加 "type": "module"

模块化的基本语法

默认导出

let n1 = 10
let n2 = 20
function show(){}
export default{
    n1,
    show
}

默认导入

import m1 from './01.默认导出.js'
console.log(m1);

打印信息 { n1: 10, show: [Function: show] }

默认导出注意事项

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

let n1 = 10
let n2 = 20
function show(){}
export default{
    n1,
    show
}
// 报错 一个模块不能具有多个默认导出。
export default{
    n2
}

默认导入注意事项

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：

import m4 from './01.默认导出.js'
//不能为数字开头 不合法
import 123m4 from './01.默认导出.js'

按需导出

export let s1 = 'aaa';
export let s2 = 'bbb';
export function say(){};
export default {}

按需导入

import { s1,s2, say } from './03.按需导出.js';
console.log(s1);
console.log(s2);
console.log(say);

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

import info,{ s1,s2 as str2, say } from './03.按需导出.js';

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，

for (let i = 0; i < 3; i++) {
    console.log(i);
}

import './05.直接运行模块中的代码.js';

Promise

Promise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()
• .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 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：
npm install then-fs

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。

import thenFs from "then-fs";
thenFs.readFile('./files/1.txt','utf8').then((r1)=>{console.log(r1);});
thenFs.readFile('./files/2.txt','utf8').then((r2)=>{console.log(r2);});
thenFs.readFile('./files/3.txt','utf8').then((r3)=>{console.log(r3);});

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

import thenFs from "then-fs";
thenFs
    .readFile('./files/1.txt', 'utf8').then((r1) => {
        console.log(r1);
        return thenFs.readFile('./files/2.txt', 'utf8');
    })
    .then((r2) => {
        console.log(r2);
        return thenFs.readFile('./files/3.txt', 'utf8');
    })
    .then((r3) => {
        console.log(r3);
    })

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：

import thenFs from "then-fs";
thenFs
    .readFile('./files/11.txt', 'utf8').then((r1) => {
        console.log(r1);
        return thenFs.readFile('./files/2.txt', 'utf8');
    })

    .then((r2) => {
        console.log(r2);
        return thenFs.readFile('./files/3.txt', 'utf8');
    })
    .then((r3) => {
        console.log(r3);
    })
    .catch(err=>{
        //如果捕获到1行发生的错误,并输出错误消息
        console.log(err);
    })

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，

import thenFs from "then-fs";
thenFs
    .readFile('./files/11.txt', 'utf8').then((r1) => {
        console.log(r1);
        return thenFs.readFile('./files/2.txt', 'utf8');
    })
    .catch(err=>{
        //如果捕获到1行发生的错误,并输出错误消息
        //错误已经被及时处理不影响后续 .then的正常执行
        console.log(err);
    })
    .then((r2) => {
        console.log(r2);
        return thenFs.readFile('./files/3.txt', 'utf8');
    })
    .then((r3) => {
        console.log(r3);
    })

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）

import thenFs from "then-fs";
const promiseArr=[
    thenFs.readFile('./files/1.txt','utf8'),
    thenFs.readFile('./files/3.txt','utf8'),
    thenFs.readFile('./files/2.txt','utf8'),
]
Promise.all(promiseArr).then(result=>{
    console.log(result);
})
// 输出结果 1 3 2

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）

import thenFs from "then-fs";
const promiseArr=[
    thenFs.readFile('./files/1.txt','utf8'),
    thenFs.readFile('./files/3.txt','utf8'),
    thenFs.readFile('./files/2.txt','utf8'),
]
Promise.race(promiseArr).then(result=>{
    console.log(result);
})

基于 Promise 封装读文件的方法

方法的封装要求

1. 方法的名称要定义为 getFile
2. 方法接收一个形参 fpath，表示要读取的文件的路径
3. 方法的返回值为 Promise 实例对象

getFile 方法的基本定义

// getFile 方法名
//fpath 形参 文件路径
function getFile(fpath){
    // 返回一个 Promise 示例对象
    return new Promise();
}

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

import fs from "fs";
function getFile(fpath) {
    return new Promise(function () {
        fs.readFile(fpath, 'utf8', (err, dataStr) => {
        });
    });
}

调用 resolve 和 reject 回调函数

// resolve 调用 getFile() 方法,通过 .then 指定"成功的"回调函数
// reject 调用 getFile() 方法,通过 .then 指定"失败"回调函数
import fs from "fs";
function getFile(fpath) {
    return new Promise(function (resolve, reject) {
        fs.readFile(fpath, 'utf8', (err, dataStr) => {
            if (err) return reject(err);//如果读取失败,则调用 "失败的回调"
            resolve(dataStr);//如果读取成功,则调用 "成功的回调"
        });
    });
}
getFile('./files/1.txt').then((r1) => { console.log(r1); }, (err) => { console.log(err); })
getFile('./files/13.txt').then((r1) => { console.log(r1); }).catch(err => console.log(err))

async/await

async/await基本使用

使用 async/await 简化 Promise异步操作
直接获取到成功返回的结果 而不是 Promise对象

import thenFs from "then-fs";
async function getAllfile() {
    const r1 = await thenFs.readFile('./files/1.txt', 'utf8');
    console.log(r1); //直接获取到成功返回的结果 而不是 Promise对象
    const r2 = await thenFs.readFile('./files/2.txt', 'utf8');
    console.log(r2);
    const r3 = await thenFs.readFile('./files/3.txt', 'utf8');
    console.log(r3);
}
getAllfile()

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

import thenFs from "then-fs";
console.log('a');
async function getAllfile() {
    console.log('b');
    const r1 = await thenFs.readFile('./files/1.txt', 'utf8');
    console.log(r1);
    const r2 = await thenFs.readFile('./files/2.txt', 'utf8');
    console.log(r2);
    const r3 = await thenFs.readFile('./files/3.txt', 'utf8');
    console.log(r3);
    console.log('d');
}
getAllfile()
console.log('c');

输出结果

a
b
c
111
222
333
d

EventLoop

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

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

同步任务和异步任务的执行过程

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第 4 步
   

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
setTimeout 定时的时间为0 就走了个流程 就被放入 任务队列中

宏任务和微任务

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：

宏任务（macrotask）

• 异步 Ajax 请求、
• setTimeout、setInterval、
• 文件操作
• 其它宏任务

微任务（microtask）

• Promise.then、.catch 和 .finally
• process.nextTick
• 其它微任务

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。

去银行办业务的场景

• 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
• 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
• 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
• 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
• 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

分析以下代码输出的顺序

正确的输出顺序是：2431

分析：

先执行所有的同步任务

• 执行第 6 行、第 12 行代码

再执行微任务

• 执行第 9 行代码

再执行下一个宏任务

• 执行第 2 行代码

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

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

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

搭建项目的基本结构

启用 ES6 模块化支持

• 在 package.json 中声明 "type": "module"

安装第三方依赖包

• 运行 npm install express@4.17.1 mysql2@2.2.5

文件路径：

创建基本的服务器

import express from "express";
const app= express()
app.listen(88,()=>{
    console.log('sever runing at http://127.0.0.1:88');
})

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,
    database: 'my_db_01',
    user: 'root',
    password: 'root'
})
export default pool.promise()

创建 user_ctrl 模块

import db from "../db/index.js";
//使用es6按需导出语法,将 getAllUser 方法导出出去
export async function getAllUser(req, res) {
    const [rows] = await db.query('select id,username,nickname from ev_users');
    res.send({
        status:0,
        message:'获取用户列表用户数据成功',
        data:rows
    })
}

创建 user_router 模块

import express from "express";
import { getAllUser } from "../controller/user_ctrl.js";
const router = new express.Router();
router.get('/user',getAllUser);
export default router;

导入并挂载路由模块

import express from "express";
//1.使用默认导入语法 导入路由对象
import userRouter from "./router/user_router.js";
const app= express()
//挂载用户路由模块
app.use('/api',userRouter)
app.listen(88,()=>{
    console.log('sever runing at http://127.0.0.1:88');
})

请求响应结果

使用 try…catch 捕获异常

来防止程序崩溃

import db from "../db/index.js";
//使用es6按需导出语法,将 getAllUser 方法导出出去
export async function getAllUser(req, res) {
    try {
        const [rows] = await db.query('select id,username,nickname from xxev_users');
        // console.log(rows);
        res.send({
            status: 0,
            message: '获取用户列表用户数据成功',
            data: rows
        })
    } catch (error) {
        res.send({
            status: 1,
            message: '获取用户列表数据失败',
            desc: error.message
        })
    }
}

总结

• 能够知道如何使用 ES6 的模块化语法
  • 默认导出与默认导入、按需导出与按需导入
• 能够知道如何使用 Promise 解决回调地狱问题
  • promise.then()、promise.catch()
• 能够使用 async/await 简化 Promise 的调用
  • 方法中用到了 await，则方法需要被 async 修饰
• 能够说出什么是 EventLoop
  • EventLoop 示意图
• 能够说出宏任务和微任务的执行顺序
  • 在执行下一个宏任务之前，先检查是否有待执行的微任