ES6模块化
一、ES6模块化与异步编程高级用法
(一)、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:
- 导入其他模块使用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和局限性,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
大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:
① 确保安装了 v14.15.1 或更高版本的 node.js
②新建一个文件夹在终端允许 npm init -y 生成package.json文件
③ 在 package.json 的根节点中添加 "type": "module" 节点
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:
① 默认导出与默认导入
② 按需导出与按需导入
③ 直接导入并执行模块中的代码
5.1 默认导出
默认导出的语法: export default 默认导出的成员
let n1 = 10 //定义模块化私有成员n1
let n2 = 20 //定义模块化私有成员n2(外界访问不到n2,因为它没有被共享出去)
function show() {} // 定义模块化私有方法show
export default { // 使用export default默认导出语法,向外共享n1和show两个成员
n1,
show
}
5.2 默认导入
默认导入的语法: import 接收名称 from '模块标识符'
// 从 01_m1.js模块导入export default向外共享的成员
// 并使用m1成员进行接收
import m1 from './01_m1.js'
// 打印输出的结果为:
// {n1: 10, show: [Function: show]}
console.log(m1)
5.3 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!
let n1 = 10 //定义模块化私有成员n1
let n2 = 20 //定义模块化私有成员n2(外界访问不到n2,因为它没有被共享出去)
function show() {} // 定义模块化私有方法show
export default { // 使用export default默认导出语法,向外共享n1和show两个成员
n1,
show
}
// SyntaxError: Identifier '.default' has already been declared
export default {
n2
}
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:
// m1是合法的名称
import m1 from './o1_m1.js'
// 123m不是合法的名称,因为成员名称不能以数组开头
import 123m from './01_m1.js'
5.4 按需导出
按需导出的语法: export 按需导出的成员
// 当前模块为03_m2.js
// 向外按需导出变量s1
export let s1 = 'aaa'
// 向外按需导出变量s2
export let s2 = 'ccc'
// 向外按需导出方法say
export function say() {}
5.5 按需导入
按需导入的语法: import { s1 } from '模块标识符'
// 导入模块成员
import {s1,s2,say} from './03_m2.js'
console.log(s1) //打印输出 aaa
console.log(s2) //打印输出 ccc
console.log(say) //打印输出 [Function: say]
5.6 按需导出与按需导入的注意事项
① 每个模块中可以使用多次按需导出
② 按需导入的成员名称必须和按需导出的名称保持一致
③ 按需导入时,可以使用 as 关键字进行重命名
import { s1, s2 as str2, say} from './03_m2.js'
console.log(str2);
// 利用as把s2进行重命名为str2
④ 按需导入可以和默认导入一起使用
// 按需导出.js
export let s1 = 'aaa'
export let s2 = 'ccc'
export function say() {}
export default {
a:20
}
// 按需导入.js 没有写在{}里面的成员是默认的导入的成员
import info, { s1, s2 as str2, say} from './03_m2.js'
console.log(s1,str2,say)
console.log(info) // 输出为 {a:20}
5.7 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:
// 当前文件模块为05_m3.js
// 在当前模块中执行一个for循环操作
for(let i = 0; i < 3; i++){
console.log(i)
}
-------------------分割线---------------------------------
// 直接在另一个js文件导入并在终端执行模块化代码,不需要得到模块向外共享的成员
import './05_m3.js'
(二)、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:
setTimeout(() => { // 第1层回调函数
console.log('延时1秒后输出')
setTimeout(() => { // 第2层回调函数
console.log('延时2秒后输出')
setTimeout(() => { // 第3层回调函数
console.log('延时3秒后输出')
},3000)
},2000)
},1000)
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
1.1 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。
1.2 Promise 的基本概念
① 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
② 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()
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
2、基于回调函数按顺序读取文件内容
// 读取文件1.txt
fs.readFile('./files/1.txt','utf8',(err1,r1) => {
if(err1) return console.log(err1.message) // 读取文件1失败
console.log(r1) //读取文件1成功
// 读取文件2.txt
fs.readFile('./files/2.txt','utf8',(err2,r2) => {
if(err2) return console.log(err2.message) // 读取文件2失败
console.log(r2) //读取文件2成功
// 读取文件3.txt
fs.readFile('./files/3.txt','utf8',(err3,r3) => {
if(err3) return console.log(err3.message) // 读取文件1失败
console.log(r3) //读取文件3成功
})
})
})
3、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
3.1 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:
// 基于 Promise的方式读取文件
import thenFs from 'then-fs'
// 注意:.then()中的失败回调是可选的,可以被省略
thenFs.readFile('./files/1.txt','utf8').then(r1 => {console.log(r1)},err1 => {console.log(err1.message)})
thenFs.readFile('./files/2.txt','utf8').then(r2 => {console.log(r2)},err2 => {console.log(err2.message)})
thenFs.readFile('./files/3.txt','utf8').then(r33 => {console.log(r3)},err3 => {console.log(err3.message)})
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!
3.2 .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。
3.3 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。示例代码如下:
import thenFs from "then-fs";
thenFs.readFile('./files/1.txt','utf8') // 1、返回值是Promise的实例对象
.then((r1) => { // 2、通过.then为第一个Promise实例指定成功之后的回调函数
console.log(r1)
return thenFs.readFile('./files/2.txt','utf8') // 3、在第一个.then中返回一个新的Promise实例对象
})
.then((r2) => { // 4、继续调用.then为上一个.then的返回值(新的Promise实例)指定成功之后的回调函数
console.log(r2)
return thenFs.readFile('./files/3.txt','utf8') // 5、在第二个.then中再返回一个新的Promise实例对象
})
.then((r3) => { // 6、继续调用 .then 为上一个 .then的返回值(新的Promise实例)指定成功之后的回调函数
console.log(r3)
})
3.4 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:
import thenFs from "then-fs";
thenFs.readFile('./files/11.txt','utf8') // 文件不存在导致读取失败,后面的4个.then都不执行
.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 => { // 捕获第1行发生的错误,并输出错误的信息
console.log(err.message)
})
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:
import thenFs from "then-fs";
thenFs.readFile('./files/11.txt','utf8')
.catch(err => { // 捕获第1行发生的错误,并输出错误的信息
console.log(err.message) // 由于错误已被及时处理,不影响后续.then的正常执行
})
.then(r1 => {
console.log(r1) // 输出undefined
return thenFs.readFile('./files/2.txt','utf8')
})
.then(r2 => {
console.log(r2) // 输出222
return thenFs.readFile('./files/3.txt','utf8')
})
.then(r3 => {
console.log(r3) // 输出333
})
3.5 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)。示例代码如下:
import thenFs from "then-fs";
// 1、定义一个数组,存放3个读文件的异步操作
const promiseArr = [
thenFs.readFile('./files/11.txt','utf8'),
thenFs.readFile('./files/2.txt','utf8'),
thenFs.readFile('./files/3.txt','utf8')
]
// 2、将Promise的数据,作为Promise.all()的参数
Promise.all(promiseArr)
.then(([r1,r2,r3]) => { // 2.1所有文件读取成功(等待机制)
console.log(r1,r2,r3)
})
.catch(err => { // 2.2 捕获 Promise异步操作中的错误
console.log(err.message)
})
注意:数组中 Promise 实例的顺序, 就是最终结果的顺序!
3.6 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)。示例代码如下:
import thenFs from "then-fs";
// 1、定义一个数组,存放3个读文件的异步操作
const promiseArr = [
thenFs.readFile('./files/11.txt','utf8'),
thenFs.readFile('./files/2.txt','utf8'),
thenFs.readFile('./files/3.txt','utf8')
]
// 2、将Promise的数据,作为Promise.race()的参数
Promise.race(promiseArr)
.then((result) => { // 2.1只要任何一个异步操作完成,就立即执行成功的回调函数(奔跑机制)
console.log(result)
})
.catch(err => { // 2.2 捕获 Promise异步操作中的错误
console.log(err.message)
})
4、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
4.1 getFile 方法的基本定义
// 1、方法的名称为getFile
// 2、方法接收一个形参fpath,表示要读取的文件的路径
function getFile(fpath) {
// 3、方法的返回值为Promise的实例对象
return new Promise()
}
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。
4.2 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:
import fs from 'fs'
// 1、方法的名称为getFile
// 2、方法接收一个形参fpath,表示要读取的文件的路径
function getFile(fpath) {
// 3、方法的返回值为Promise的实例对象
return new Promise(function() {
// 4、下面这行代码,表示这是一个具体的、读文件的异步操作
fs.readFile(fpath,'utf8',(err,dataStr) => {})
})
}
4.3 获取 .then 的两个实参
通过 .then() 指定的成功和失败的回调函数,可以在 function 的形参中进行接收,示例代码如下:
function getFile(fpath) {
// resolve形参是:调用getFiles()方法时,通过.then指定的”成功的“回调函数
// reject形参是:调用getFiles()方法时,通过.then指定的"失败的"回调函数
return new Promise(function(resolve,reject) {
fs.readFile(fpath,'utf8',(err,dataStr) => {})
})
}
// getFile 方法的调用过程:
getFile('./files/1.txt').then(成功的回调函数,失败的回调函数)
4.4 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。示例代码如下:
import fs from "fs";
function getFile(fpath) {
//resolve 是"成功的"回调函数;reject是"失败的"回调函数
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"失败的回调函数"
resolve(dataStr); // 如果读取成功,则调用"成功的回调函数"
});
});
}
// getFile 方法的调用过程:
//getFile('./files/1.txt').then(成功的回调函数,失败的回调函数)
getFile("./files/11.txt").then(
(r1) => {
console.log(r1);
},
(err) => {
console.log(err.message);
}
);
(三)、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:
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)
})
.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:
import thenFs from 'then-fs'
// 按照顺序读取文件1,2,3的内容
async function getAllFile() {
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)
}
getAllFile()
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
console.log('A') //1、首先这个同步任务执行
async function getAllFile() { // 所以从这里开始执行了
// 第一个 await 之前的代码会同步执行
console.log('B') // 2、发现这个是个同步任务,所以这个第二个执行
// 再往下走发现是异步任务,所以就跳出去了
const r1 = await thenFs.readFile('./files/1.txt','utf8')
const r2 = await thenFs.readFile('./files/2.txt','utf8')
const r3 = await thenFs.readFile('./files/3.txt','utf8')
// 4、当这些异步任务执行完毕,输出的是111 222 333
// await 之后的代码会异步执行
console.log(r1,r2,r3)
console.log('D') // 5、最终输出D
}
getAllFile() //一直走到这里调用了这个函数
console.log('C') // 3、再来到了这里,发现是同步任务就直接输出了
// 最终输出的顺序
A
B
C
111 222 333
D
(四)、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:
① 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
② 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
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
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、结合 EventLoop 分析输出的顺序
import thenFs from 'then-fs'
console.log('A')
thenFs.readFile('./files/1.txt','utf8').then(dataStr => {
console.log('B')
})
setTimeout(() => {
console.log('C')
},0)
console.log('D')
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
(五)、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
setTimeout(function () { // 宏任务
console.log('1')
})
new Promise(function (resolve) { //new Promise()实例后面的function就会被立即执行,所以new Promise是同步任务
console.log('2')
resolve()
}).then(function () { // Promise.then()属于微任务
console.log('3')
})
console.log('4') // 同步任务
// 执行顺序:同步-->微任务-->宏任务
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) :
console.log('1')
setTimeout(function () {
console.log('2')
new Promise(function (resolve) {
console.log('3')
resolve()
}).then(function() {
console.log('4')
})
})
new Promise(function (resolve) {
console.log('5')
resolve()
}).then(function () {
console.log('6')
})
setTimeout(function () {
console.log('7')
new Promise(function (resolve) {
console.log('8')
resolve()
}).then(function () {
console.log('9')
})
})
// 正确的输出顺序是:156234789
(六)、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
- 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
- 搭建项目的基本结构
① 启用 ES6 模块化支持,在文件夹中运行npm init -y 得到package.json文件
- 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
//app.js
// 使用ES6的默认导入语法
import express from 'express'
//创建服务器
const app = express()
//启动服务器
app.listen(80, () => {
console.log('server runing at http://127.0.0.1')
})
// 在终端输入 nodemon app.js来运行服务器
5、创建 db数据库操作模块
// 创建个db文件夹,在db文件夹里面新建个index.js文件
import mysql from 'mysql2'
const pool = mysql.createPool({ //创建的返回的是一个数据库连接对象
host:'127.0.0.1', // 本机
post:3306, // 端口号
database:'my_db-01', // 请填写要操作的数据库的名称
user:'root' // 请填写登录数据库的用户名
password:'admin123', //请填写登录数据库的密码
})
// 默认导出一个支持Promise API 的pool
export default pool.promise()
6、创建 user_ctrl模块
// 新建个controller文件夹,在这个文件夹里面新建个user_ctrl.js文件
import db from '../db/index.js'
// 使用ES6的按需导出语法,将getAllUser方法导出出去
// 获取所有用户的列表数据
export async function getAllUser(req,res){
//db.query()函数的返回值是Promise的实例对象,因此,可以使用async/await进行简化 await返回的是一个数组
// [rows]利用到的是ES6方法中的解构赋值
const [rows] = await db.query('select id, uesrname, 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模块
// 在根目录下创建个router文件夹,在文件夹里面创建user_router.js文件
import express from 'express'
// 从user_ctrl.js 模块中按需导入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
// app.js
import express from 'express'
// 1、使用默认导入语法,导入路由对象
import usereRouter from './router/user_router.js'
const app = express()
// 2、挂载用户路由模块
app.use('/api',userRouter)
app.listen(80,() => {
console.log('server running at http://127.0.0.1')
})
9、使用 try…catch 捕获异常
// user_ctrl.js
export async function getAllUser(req,res) {
//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表中没有XXX字段,所以此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!', desc: e.message })
}
}