JavaScripti Pipeline'i operaator & Asünkroonne kompositsioon: Asünkroonse funktsioonide aheldamise tulevik

Pidevalt arenevas tarkvaraarenduse maastikul on püüd puhtama, loetavama ja paremini hooldatava koodi poole pidev. JavaScript, olles veebi lingua franca, on näinud märkimisväärset arengut selles, kuidas ta käsitleb ühte oma kõige võimsamat, kuid samas keerulisemat funktsiooni: asünkroonsust. Oleme rännanud tagasihelistamiste sasipuntrast (kurikuulus "Doom'i püramiid") kuni Promise'ide struktureeritud elegantsini ja lõpuks async/await süntaktiliselt magusasse maailma. Iga samm on olnud monumentaalne hüpe arendaja kogemuses.

Nüüd tõotab uus ettepanek silmapiiril meie koodi veelgi täpsustada. Pipeline'i operaator (|>), mis on praegu TC39 (JavaScripti standardiseerimise komitee) 2. etapi ettepanek, pakub radikaalselt intuitiivset viisi funktsioonide aheldamiseks. Koos async/await-iga avab see uue selguse taseme keerukate asünkroonsete andmevoogude komponeerimiseks. See artikkel annab põhjaliku ülevaate sellest põnevast funktsioonist, süvenedes sellesse, kuidas see töötab, miks see on asünkroonsete operatsioonide jaoks mängumuutja ja kuidas saate sellega juba täna katsetama hakata.

Mis on JavaScripti Pipeline'i operaator?

Põhimõtteliselt pakub pipeline'i operaator uue süntaksi ühe avaldise tulemuse edastamiseks argumendina järgmisele funktsioonile. See on kontseptsioon, mis on laenatud funktsionaalsetest programmeerimiskeeltest nagu F# ja Elixir, samuti shelliskriptidest (nt `cat file.txt | grep 'search' | wc -l`), kus on tõestatud, et see suurendab loetavust ja väljendusrikkust.

Vaatleme lihtsat sünkroonset näidet. Kujutage ette, et teil on hulk funktsioone stringi töötlemiseks:

• trim(str): Eemaldab tühikud mõlemast otsast.
• capitalize(str): Suurtähtedega kirjutab esimese tähe.
• addExclamation(str): Lisab hüüumärgi.

Traditsiooniline pesastatud lähenemisviis

Ilma pipeline'i operaatorita pesastaksite tavaliselt need funktsioonide kutsed. Käivitusvoog loeb seestpoolt väljapoole, mis võib olla vastuintuitiivne.

            
const text = "   hello world   ";
const result = addExclamation(capitalize(trim(text)));
console.log(result); // "Hello world!"

            

              
                Copy
              
            
          

Seda on raske lugeda. Sa pead vaimselt sulgudest lahti harutama, et mõista, et trim juhtub esimesena, siis capitalize ja lõpuks addExclamation.

Pipeline'i operaatori lähenemisviis

Pipeline'i operaator võimaldab teil seda ümber kirjutada lineaarseks, vasakult paremale kulgevaks operatsioonide jadaks, sarnaselt lause lugemisega.

            
// Märkus: see on tulevane süntaks ja nõuab transpilaatorit nagu Babel.
const text = "   hello world   ";
const result = text
  |> trim
  |> capitalize
  |> addExclamation;

console.log(result); // "Hello world!"

            

              
                Copy
              
            
          

Väärtus |> vasakul pool on "suunatud" argumendina funktsioonile paremal pool. Andmed voolavad loomulikult ühest sammust teise. See lihtne süntaktiline nihe parandab oluliselt loetavust ja muudab koodi iseenesest dokumenteerivaks.

Pipeline'i operaatori peamised eelised

• Suurem loetavus: Koodi loetakse vasakult paremale või ülalt alla, mis vastab tegelikule täitmise järjekorrale.
• Vähendatud pesastamine: See kõrvaldab funktsioonide kutsete sügava pesastamise, muutes koodi tasapinnalisemaks ja kergemini mõistetavaks.
• Täiustatud komponeeritavus: See soodustab väikeste, puhaste ja korduvkasutatavate funktsioonide loomist, mida saab hõlpsasti kombineerida keerukateks andmetöötlusliinideks.
• Lihtsam silumine: Lihtsam on sisestada console.log või siluri avaldus pipeline'i sammude vahele, et kontrollida vahepealseid andmeid.

Kiire värskendus kaasaegsele asünkroonsele JavaScriptile

Enne pipeline'i operaatori ühendamist asünkroonse koodiga vaatame lühidalt üle kaasaegse viisi asünkroonsuse käsitlemiseks JavaScriptis: async/await.

JavaScripti ühelõimelise olemuse tõttu tuleb kauakestvaid toiminguid, nagu andmete toomine serverist või faili lugemine, käsitleda asünkroonselt, et vältida pealõime blokeerimist ja kasutajaliidese külmutamist. async/await on süntaktiline suhkur, mis on ehitatud Promise'ide peale, muutes asünkroonse koodi sarnasemaks ja käitumas sünkroonse koodina.

async funktsioon tagastab alati Promise. Märksõna await saab kasutada ainult async funktsiooni sees ja see peatab funktsiooni täitmise, kuni oodatav Promise on lahendatud (kas lahendatud või tagasi lükatud).

Kaaluge tüüpilist töövoogu, kus peate täitma asünkroonsete ülesannete jada:

1. Tooge kasutaja profiil API-st.
2. Kasutades kasutaja ID-d, tooge tema hiljutised postitused.
3. Kasutades esimese postituse ID-d, tooge selle kommentaarid.

Siin on, kuidas te võiksite seda kirjutada standardse async/await-iga:

            
async function getCommentsForFirstPost(userId) {
  console.log('Alustan protsessi kasutajale:', userId);

  // 1. samm: Too kasutaja andmed
  const userResponse = await fetch(`https://api.example.com/users/${userId}`);
  const user = await userResponse.json();

  // 2. samm: Too kasutaja postitused
  const postsResponse = await fetch(`https://api.example.com/posts?userId=${user.id}`);
  const posts = await postsResponse.json();

  // Käsitle juhtumit, kus kasutajal pole postitusi
  if (posts.length === 0) {
    return [];
  }

  // 3. samm: Too kommentaarid esimesele postitusele
  const firstPost = posts[0];
  const commentsResponse = await fetch(`https://api.example.com/comments?postId=${firstPost.id}`);
  const comments = await commentsResponse.json();

  console.log('Protsess lõpetatud.');
  return comments;
}

            

              
                Copy
              
            
          

See kood on täiesti funktsionaalne ja tohutu edasiminek vanemate mustritega võrreldes. Kuid pange tähele vahemuutujate kasutamist (userResponse, user, postsResponse, posts jne). Iga samm nõuab uut konstanti, et hoida tulemust, enne kui seda saab järgmises etapis kasutada. Kuigi see on selge, võib see tunduda jutukas. Põhiline loogika on andmete teisendamine userId-st kommentaaride loendiks, kuid seda voogu katkestavad muutuja deklaratsioonid.

Maagiline kombinatsioon: Pipeline'i operaator koos Async/Await-iga

See on koht, kus ettepaneku tõeline jõud paistab. TC39 komitee on kujundanud pipeline'i operaatori, et integreerida sujuvalt await-iga. See võimaldab teil luua asünkroonseid andmetorustikke, mis on sama loetavad kui nende sünkroonsed vasted.

Refaktoreerime oma eelmise näite väiksemateks ja komponeeritavamateks funktsioonideks. See on parim tava, mida pipeline'i operaator tungivalt soovitab.

            
// Abistavad asünkroonsed funktsioonid
const fetchJson = async (url) => {
  const response = await fetch(url);
  if (!response.ok) {
    throw new Error(`HTTP viga! staatus: ${response.status}`);
  }
  return response.json();
};

const fetchUser = (userId) => fetchJson(`https://api.example.com/users/${userId}`);
const fetchPosts = (user) => fetchJson(`https://api.example.com/posts?userId=${user.id}`);

// Sünkroonne abistav funktsioon
const getFirstPost = (posts) => {
  if (!posts || posts.length === 0) {
    throw new Error('Kasutajal pole postitusi.');
  }
  return posts[0];
};

const fetchComments = (post) => fetchJson(`https://api.example.com/comments?postId=${post.id}`);

            

              
                Copy
              
            
          

Nüüd kombineerime need funktsioonid, et saavutada oma eesmärk.

"Enne" pilt: Aheldamine standardse async/await-iga

Isegi meie abistavate funktsioonidega hõlmab standardne lähenemisviis endiselt vahemuutujaid.

            
async function getCommentsWithHelpers(userId) {
  const user = await fetchUser(userId);
  const posts = await fetchPosts(user);
  const firstPost = getFirstPost(posts); // See samm on sünkroonne
  const comments = await fetchComments(firstPost);
  return comments;
}

            

              
                Copy
              
            
          

Andmevoog on: `userId` -> `user` -> `posts` -> `firstPost` -> `comments`. Kood selgitab seda, kuid see pole nii otsene, kui see võiks olla.

"Pärast" pilt: Asünkroonse pipeline'i elegants

Pipeline'i operaatoriga saame seda voogu otse väljendada. Märksõna await saab paigutada otse pipeline'i sisse, käskides sellel oodata Promise'i lahendamist, enne kui selle väärtus järgmisesse etappi edastatakse.

            
// Märkus: see on tulevane süntaks ja nõuab transpilaatorit nagu Babel.
async function getCommentsWithPipeline(userId) {
  const comments = userId
    |> await fetchUser
    |> await fetchPosts
    |> getFirstPost // Sünkroonne funktsioon sobib ideaalselt!
    |> await fetchComments;

  return comments;
}

            

              
                Copy
              
            
          

Analüüsime seda selguse meistriteost:

1. userId on algväärtus.
2. See suunatakse fetchUser-i. Kuna fetchUser on asünkroonne funktsioon, mis tagastab Promise'i, kasutame me await-i. Pipeline peatub, kuni kasutaja andmed on toodud ja lahendatud.
3. Lahendatud user objekt suunatakse seejärel fetchPosts-i. Jällegi me await-ime tulemust.
4. Lahendatud posts massiiv suunatakse getFirstPost-i. See on tavaline, sünkroonne funktsioon. Pipeline'i operaator tegeleb sellega suurepäraselt; see lihtsalt kutsub funktsiooni koos postituste massiiviga ja edastab tagastusväärtuse (esimene postitus) järgmisesse etappi. await-i pole vaja.
5. Lõpuks suunatakse firstPost objekt fetchComments-i, mida me await-ime, et saada kommentaaride lõplik loend.

Tulemuseks on kood, mis loeb nagu retsept või juhiste kogum. Andmete teekond on selge, lineaarne ja koormamata ajutiste muutujatega. See on paradigma muutus keerukate asünkroonsete jadade kirjutamisel.

Kapoti all: Kuidas Async Pipeline Composition töötab?

On kasulik mõista, et pipeline'i operaator on süntaktiline suhkur. See desugars koodiks, mida JavaScripti mootor juba mõistab. Kuigi täpne desugaring võib olla keeruline, võite mõelda asünkroonsele pipeline'i sammule nii:

Avaldis value |> await asyncFunc on kontseptuaalselt sarnane järgmisega:

            
(async () => {
  return await asyncFunc(value);
})();

            

              
                Copy
              
            
          

Kui te neid aheldate, loob kompilaator või transpilaator struktuuri, mis ootab õigesti iga sammu enne järgmise juurde liikumist. Meie näite jaoks:

userId |> await fetchUser |> await fetchPosts

See desugars millegi kontseptuaalselt sarnasena:

            
const promise1 = fetchUser(userId);
promise1.then(user => {
  const promise2 = fetchPosts(user);
  return promise2;
});

            

              
                Copy
              
            
          

Või, kasutades async/await desugared versiooni jaoks:

            
(async () => {
  const temp1 = await fetchUser(userId);
  const temp2 = await fetchPosts(temp1);
  return temp2;
})();

            

              
                Copy
              
            
          

Pipeline'i operaator peidab lihtsalt selle boilerplate'i, võimaldades teil keskenduda andmete voole, mitte Promise'ide aheldamise mehhaanikale.

Praktilised kasutusjuhud ja täiustatud mustrid

Asünkroonne pipeline'i muster on uskumatult mitmekülgne ja seda saab rakendada paljudele tavalistele arendusstsenaariumidele.

1. Andmete teisendamine ja ETL-liinid

Kujutage ette ETL (Extract, Transform, Load) protsessi. Peate tooma andmeid kaugallikast, puhastama ja ümber kujundama ning seejärel salvestama need andmebaasi.

            
async function runETLProcess(sourceUrl) {
  const result = sourceUrl
    |> await extractDataFromAPI
    |> transformDataStructure
    |> validateDataEntries
    |> await loadDataToDatabase;

  return { success: true, recordsProcessed: result.count };
}

            

              
                Copy
              
            
          

2. API koostamine ja orkestreerimine

Mikroteenuste arhitektuuris peate sageli orkestreerima kutseid mitmele teenusele, et täita üks klientide päring. Pipeline'i operaator sobib selleks ideaalselt.

            
async function getFullUserProfile(request) {
  const fullProfile = request
    |> getAuthToken
    |> await fetchCoreProfile
    |> await enrichWithPermissions
    |> await fetchActivityFeed
    |> formatForClientResponse;

  return fullProfile;
}

            

              
                Copy
              
            
          

3. Veakäsitlus asünkroonsetes pipeline'ides

Iga asünkroonse töövoo oluline aspekt on tugev veakäsitlus. Pipeline'i operaator töötab suurepäraselt koos standardsete try...catch plokkidega. Kui mõni funktsioon pipeline'is – sünkroonne või asünkroonne – viskab vea või tagastab tagasi lükatud Promise'i, peatub kogu pipeline'i täitmine ja kontroll antakse catch plokile.

            
async function getCommentsSafely(userId) {
  try {
    const comments = userId
      |> await fetchUser
      |> await fetchPosts
      |> getFirstPost
      |> await fetchComments;

    return { status: 'success', data: comments };
  } catch (error) {
    // See tabab kõik vead igast pipeline'i sammust
    console.error(`Pipeline ebaõnnestus kasutajale ${userId}:`, error.message);
    return { status: 'error', message: error.message };
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

See pakub ühtse, puhta koha mitmeastmelise protsessi tõrgete käsitlemiseks, lihtsustades oluliselt teie veakäsitlusloogikat.

4. Mitme argumendiga funktsioonidega töötamine

Mis siis, kui funktsioon teie pipeline'is vajab rohkem kui lihtsalt torustikus olevat väärtust? Praegune pipeline'i ettepanek (nn "Hack" ettepanek) suunab väärtuse esimese argumendina. Keerukamate stsenaariumide korral saate kasutada noolfunktsioone otse pipeline'is.

Oletame, et meil on funktsioon fetchWithConfig(url, config). Me ei saa seda otse kasutada, kui me suuname ainult URL-i. Siin on lahendus:

            
const apiConfig = { headers: { 'X-API-Key': 'secret' } };

async function getConfiguredData(entityId) {
  const data = entityId
    |> buildApiUrlForEntity
    |> (url => fetchWithConfig(url, apiConfig)) // Kasuta noolfunktsiooni
    |> await;

  return data;
}

            

              
                Copy
              
            
          

See muster annab teile ülima paindlikkuse mis tahes funktsiooni kohandamiseks, olenemata selle signatuurist, kasutamiseks pipeline'is.

Pipeline'i operaatori praegune olek ja tulevik

On ülioluline meeles pidada, et Pipeline'i operaator on endiselt TC39 2. etapi ettepanek. Mida see teile arendajana tähendab?

• See pole veel standard... 2. etapi ettepanek tähendab, et komitee on probleemi ja lahenduse visandi heaks kiitnud. Süntaks ja semantika võivad enne 4. etappi (lõpetatud) jõudmist ja ametliku ECMAScripti standardi osaks saamist veel muutuda.
• Puudub natiivne brauseri tugi. Te ei saa täna üheski brauseris ega Node.js käitusajas otse koodi käitada pipeline'i operaatoriga.
• Nõuab transpileerimist. Selle funktsiooni kasutamiseks peate kasutama JavaScripti kompilaatorit nagu Babel, et teisendada uus süntaks ühilduvaks vanemaks JavaScriptiks.

Kuidas seda täna Babeliga kasutada

Kui olete põnevil selle funktsiooniga katsetamisest, saate selle hõlpsalt seadistada Babelit kasutavas projektis. Peate installima ettepaneku pistikprogrammi:

npm install --save-dev @babel/plugin-proposal-pipeline-operator

Seejärel peate konfigureerima oma Babeli seadistuse (nt failis .babelrc.json), et kasutada pistikprogrammi. Praegune Babeli poolt rakendatav ettepanek kannab nime "Hack" ettepanek.

            
{
  "plugins": [
    ["@babel/plugin-proposal-pipeline-operator", { "proposal": "hack", "topicToken": "%" }]
  ]
}

            

              
                Copy
              
            
          

Selle konfiguratsiooniga saate alustada pipeline'i koodi kirjutamist oma projektis. Kuid olge teadlik, et te toetute funktsioonile, mis võib muutuda. Sel põhjusel on see üldiselt soovitatav isiklike projektide, sisemiste tööriistade või meeskondade jaoks, kes on rahul potentsiaalsete hoolduskuludega, kui ettepanek areneb.

Järeldus: Paradigma muutus asünkroonses koodis

Pipeline'i operaator, eriti koos async/await-iga, kujutab endast enamat kui lihtsalt väikest süntaktilist täiustust. See on samm funktsionaalsema, deklaratiivsema JavaScripti kirjutamise stiili suunas. See julgustab arendajaid looma väikeseid, puhtaid ja väga komponeeritavaid funktsioone – tugeva ja skaleeritava tarkvara nurgakivi.

Teisendades pesastatud, raskesti loetavad asünkroonsed operatsioonid puhasteks, lineaarseteks andmevoogudeks, tõotab pipeline'i operaator:

• Parandada drastiliselt koodi loetavust ja hooldatavust.
• Vähendada kognitiivset koormust keerukate asünkroonsete jadade üle arutledes.
• Kõrvaldada boilerplate kood nagu vahemuutujad.
• Lihtsustada veakäsitlust ühe sisenemis- ja väljumispunktiga.

Kuigi me peame ootama, kuni TC39 ettepanek küpseb ja saab veebistandardiks, on tulevik, mida see maalib, uskumatult helge. Selle potentsiaali mõistmine täna mitte ainult ei valmista teid ette JavaScripti järgmiseks arenguks, vaid inspireerib ka puhtamat ja kompositsioonikesksemat lähenemist asünkroonsetele väljakutsetele, millega me oma praegustes projektides silmitsi seisame. Alustage katsetamist, olge kursis ettepaneku edenemisega ja olge valmis torustikuga puhtama asünkroonse koodi suunas liikuma.