ES6模块化与异步编程高级用法
一、目标
- 能够知道如何使用ES6的模块化语法
- 能够知道如何使用Promise解决回调地狱的问题
- 能够知道如何使用async/await简化Promise的调用
- 能够说出什么是EventLoop
- 能够说出宏任务和微任务的执行顺序
二、目录
1.ES6模块化
2.Promise
3.async/await
4.EventLoop
5.宏任务和微任务
6.API接口案例
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使用与浏览器端的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,开发者不需要再额外学习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
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
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!
5.1默认导入
默认导入的语法:import 接收名称 from ‘模块标识符’
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:
5.2按需导出
按需导出的语法:export按需导出的成员
5.2按需导入
按需导入的语法:import {s1} from ‘模块标识符’
按需导入和按需导出的注意事项:
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
④按需导入可以和默认导入一起使用
5.3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:
1.1 如何解决回调地狱问题
为了解决回调地狱的问题,ES6中新增了Promise的概念。
1.2 Promise的基本概念
①Promise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
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()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
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:
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:
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!
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) })
代码执行顺序不能确定!!
3.2 then()方法的特性
如果上一个.then()方法中返回一个新的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:
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:
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:
注意:数组中Promise实例的顺序,就是最终结构的顺序!
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:
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
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:
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:
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:
function getFiles(fpath) {
return new Promise(function(resolve, reject) {
fs.readFile(fpath, 'utf8', (err, dataStr) => {
if (err) return reject(err)
resolve(dataStr)
})
})
}
getFiles('./files/1.txt').then((r1) => {
console.log(r1)
}, (err) => {
console.log(err.message)
})
async/await
1.什么是async/await
async/await是ES8(ECMAScript2017)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、阅读性查、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:
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
EventLoop
1.JavaScript是一门单线程语言
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
为了防止某个耗时的任务导致程序假死的问题。JavaScript把执行的任务分为了两类:
①同步任务
- 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
- 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
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
④JavaScript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
⑤JavaScript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)。
4.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
- 异步Ajax请求
- setTimeout、setInterval
- 文件操作
- 其他宏任务
②微任务
- 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
4.分析以下代码输出的顺序
代码执行顺序:同步任务->微任务->宏任务
5.经典面试题
输出顺序:1、5、6、2、3、4、7、8、9
API接口案例
1.案例需求
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
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
总结
①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
②能够知道如何Promise解决回调地狱的问题
- Promise.then()、promise.catch()
③能够使用asyne/await简化Promise的调用
- 方法中用到了await,则方法需要被async修饰
④能够说出什么是EventLoop
- EventLoop示意图
⑤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务