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复习-ES6模块化与异步编程

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ES6 模块化

ES6 模块化规范是浏览器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

ES6 模块化基本语法

1. 默认导出与默认导入

默认导出：export default 默认导出的成员

// 定义模块私有成员 n1
let n1 = 10
// 定义模块私有成员 n2（外界访问不到 n2 因为它没有被共享出去）
let n2 = 20
// 定义模块私有方法 show
function show() { }

// 使用 export default 默认导出语法，向外共享 n1 和 show 两个成员
export default {
    n1,
    show
}

默认导入：import 接收名称 from '模块标识符'

// 从 01_m1.js 模块中导入 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'

console.log(m1) // { 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
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

2. 按需导出与按需导入

按需导出：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 s1 = 'ccc'
// 向外按需导出方法 say
export function say() { }

export default { }

按需导入：import { s1 } from '模块标识符'

// 导入模块成员
import info, { s1, s2, say as sya1 } from './03_me.js'

console.log(s1) // aaa
console.log(s2) // ccc
console.log(say1) // [Function: say]
console.log(info) // { }
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入的名称保持一致
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出一起使用

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，可以直接导入并执行模块代码：

// 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)
}
// 直接导入并执行模块代码，不需要得到模块向外共享的成员
import './05_m3.js'

Promise

为了解决回调地狱的问题，ES6（ECMAScript 2015）中新增了 Promise 的概念

Promise 基本概念

Promise 是一个构造函数

  • 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

.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 => { }, reeor => { })
  • 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。因此需要先运行以下命令，安装 then-fs 第三方包，从而支持基于 Promise 的方式读取文件内容

npm i then-fs

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'

// .then() 中的失败回调函数是可选的，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(r3 => {
    console.log(r3)
}, err3 => {
    console.log(err3.message)
})

基于 Promise 按顺序读取文件内容

Promise 支持链式调用，从而来解决回调地狱的问题

import thenFs from 'then-fs'

// 1. 返回值是 Promise 的实例对象
thenFs.readFile('./files/1.txt', 'utf8')
    // 2. 通过 .then 为第一个 Promise 实例指定成功的回调函数
    .then(r1 => {
        console.log(r1)
        // 3. 在第一个 .then 中返回新的 Promise 实例对象
        return thenFs.readFile('./files/2.txt', 'utf8')
    })
    // 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
    .then((r2) => {
        console.log(r2)
        // 5. 在第二个 .then 中再返回新的 Promise 实例对象
        return thenFs.readFile('./files/3.txt', 'utf8')
    })
    // 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
    .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'

// 文件不存在导致读取失败，后面的 3 个 .then 都不执行
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)
    })
        // 捕获第 1 行发生的错误，并输出错误消息
    .catch(err => {
        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：

import thenFs from 'then-fs'

thenFs.readFile('./files/11.txt', 'utf8')
        // 捕获第 1 行发生的错误，并输出错误消息
    .catch(err => {
        // 由于错误已被及时处理，不影响后续 .then 的正常执行
        console.log(err.message)
    })
    .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
    })

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'

// 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 的数组，作为 Promise.all() 的参数
Promise.all(promiseArr)
    // 2.1 将所有文件读取成功（等待机制）
    .then(([r1, r2, r3]) => {
        console.log(r1, r2, r3)
    })
    // 2.2 捕获 Promise 异步操作中的错误
    .catch(err => {
        console.log(err.message)
    })
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）：

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/1.txt', 'utf8'),
    thenFs.readFile('./files/2.txt', 'utf8'),
    thenFs.readFile('./files/3.txt', 'utf8'),

]
// 2. 将 Promise 的数组，作为 Promise.race() 的参数
Promise.race(promiseArr)
    // 2.1 只要任何一个异步操作完成，旧立即执行成功的回调函数（赛跑机制）
    .then((result) => {
        console.log(result)
    })
    // 2.2 捕获 Promise 异步操作中的错误
    .catch(err => {
        console.log(err.message)
    })

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：

async/await 基本使用

使用 async/await 简化 Promise 异步操作的示例代码：

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()
async/await 使用注意事项：
1). 如果在 function 中使用 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
3).

Eventloop

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

单线程是异步产生的原因，事件循环是异步的实现方式

同步任务和异步任务

为了防止某个耗时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哪些任务
只有前一个任务执行完毕，才执行后一个任务

  1. 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
当异步任务执行完毕后，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
JavaScript主线程从 “任务队列” 中读取到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）

异步任务中宏任务和微任务

在目前 chrome 的实现中，至少包含了下面的队列：

  • 延时队列：用于存放计时器到达后的回调任务，优先级「中」
  • 交互队列：用于存放用户操作后产生的事件处理任务，优先级「高」
  • 微队列：用户存放需要最快执行的任务，优先级「最高」
    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）

  • 异步的 AJax 请求
  • setTimeout、setInterval
  • 文件操作
  • 其他宏任务

微任务（microtask）

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

宏任务和微任务的执行顺序


每一个宏任务执行完毕之后，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
交替执行

阐述 JS 的事件循环

事件循环又叫做消息循环，是浏览器渲染主线程的工作方式。

在 Chrome 的源码中，它开启一个不会结束的 for 循环，每次循环从消息队列中取出第一个任务执行，而其他线程只需要在合适的时候将任务加入到队列末尾即可。

过去把消息队列简单分为宏队列和微队列，这种说法目前已无法满足复杂的浏览器环境，取而代之的是一种更加灵活多变的处理方式。

根据 W3C 官方的解释，每个任务有不同的类型，同类型的任务必须在同一个队列，不同的任务可以属于不同的队列。不同任务队列有不同的优先级，在一次事件循环中，由浏览器自行决定取哪一个队列的任务。但浏览器必须有一个微队列，微队列的任务一定具有最高的优先级，必须优先调度执行。

JS 中的计时器能做到精确计时吗？为什么？

不行，因为：

  1. 计算机硬件没有原子钟，无法做到精确计时
  2. 操作系统的计时函数本身就有少量偏差，由于 JS 的计时器最终调用的是操作系统的函数，也就携带了这些偏差
  3. 按照 W3C 的标准，浏览器实现计时器时，如果嵌套层级超过 5 层，则会带有 4 毫秒的最少时间，这样在计时时间少于 4 毫秒时又带来了偏差
  4. 受事件循环的影响，计时器的回调函数只能在主线程空闲时运行，因此又带来了偏差

JavaScript

版权属于：Joe
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qiaofugui

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